Thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí (4)

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƢỞNG CƠ KHÍ SINH VIÊN : TRẦN VĂN TƢỚNG MSSV : 16069401 LỚP : DHDI12C GVHD : THS PHẠM QUỐC NGHIỆP TP HCM, NĂM 2020 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài Trần Văn Tƣớng - MSSV: 16069401 Tên đề tài khóa luận THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ Nhiệm vụ Sinh viên thực chƣơng đề tài: - Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan đề tài - Chƣơng 2: Thiết kế chiếu sáng nhà xƣởng - Chƣơng 3: Thiết kế chiếu sáng cố - Chƣơng 4: Tính tốn phụ tải điện - Chƣơng 5: Chọn sơ đồ dây, dây dẫn (Cho tất thiết bị) - Chƣơng 6: Lựa chọn thiết bị bảo vệ - Chƣơng 7: Tính tốn ngắn mạch (Tới tất thiết bị) - Chƣơng 8: Kiểm tra phối hợp CB - Chƣơng 9: Kiểm tra dây dẫn thiết bị bảo vệ - Chƣơng 10: Bù công suất chọn máy biến áp - Chƣơng 11: Nối đất chống sét nối đất an toàn Kết dự kiến  Từ tuần thứ đến tuần thứ 10 (25/03/2020): Giao nhiệm vụ hƣớng dẫn cho sinh viên Sinh viên nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu thực chƣơng đề tài  Tuần thứ 11 (01/04/2020): Kiểm tra tiến độ thực khóa luận  Tuần thứ 12 (08/04/2020) đến tuần thứ 18 (20/05/2020): Sinh viên thực chƣơng lại đề tài  Tuần thứ 19 (27/05/2020): Kểm tra cuối kỳ đề tài i  Tuần thứ 20 (03/06/2020): Chuẩn bị bảo vệ đề tài  Tuần thứ 21 (10/06/2020): Bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Tp HCM, Giảng viên hƣớng dẫn Trƣởng môn ii ày Sinh viên m 2020 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG 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 Trƣờng Đại học Cơng Nghiệp TP HCM, để hồn thành đƣợc khóa luận, em nhận đƣợc nhiều bảo giúp đỡ nhiều thầy cô bạn bè Trƣớc hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trƣờng 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 trƣờng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Th.S Phạm Quốc Nghiệp tận tình hƣớng dẫn hỗ trợ em suốt q trình thực khóa luận Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất ngƣời theo dõi đồng hành em q trình thực khóa luận Vì thiếu kinh nghiệm thực tế nhƣ trình độ lý luận nên luận khó tránh khỏi sai sót, em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý thầy cô để học hỏi thêm đƣợc nhiều kinh nghiệm làm hành trang kiến thức cho nghề nghiệp tƣơng lai Em xin chân thành cảm ơn! P HCM, ày S ực hi n vê Trần Văn Tƣớng - v m 2020 MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP .i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG 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 x CHƢƠNG Giới thiệu đồ án CHƢƠNG Thiết kế chiếu sáng 2.1 Thiết kế chiếu sáng 2.1.1 Đặt vấn đề .4 2.1.2 Một số phƣơng pháp tính tốn thiết kế chiếu sáng 2.1.3 Các loại hình chiếu sáng 2.2 Tính tốn thực tế chiếu sáng cho xƣởng khí 2.2.1 Tính toán chiếu sáng cho phân xƣởng 1: 2.2.2 Tính tốn chiếu sáng cho phân xƣởng .11 2.2.3 Tính tốn chiếu sáng cho nhà kho 11 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống chiếu sáng 15 CHƢƠNG Thiết kế chiếu sáng cố 16 3.1 Giới thiệu hệ thống chiếu sáng cố 16 3.1.1 Các loại hệ thống chiếu sáng khẩn cấp 16 3.1.2 Phạm vi áp dụng 16 3.1.3 Các quy định hệ thống chiếu sáng cố 17 3.1.4 Bảng chiều cao đèn tối đa theo cƣờng độ chói .18 3.2 Giải pháp chiếu sáng cố cho xƣởng khí 18 3.2.1 Lựa chọn hệ thống chiếu sáng cố 18 3.2.2 Lựa chọn nguồn sáng 19 3.2.3 Chọn loại đèn chiếu sáng 19 vi 3.2.4 Biển báo thoát hiểm 20 3.2.5 Vị trí bố trí đèn chiếu sáng cố, biển báo lối 20 CHƢƠNG Tính tốn phụ tải .21 4.1 Chia nhóm phụ tải xƣởng khí 21 4.1.1 Nguyên tắc chia nhóm thiết bị 21 4.1.2 Chia nhóm thiết bị xƣởng khí 22 4.2 Xác định tâm phụ tải xƣởng khí 23 4.2.1 Ý nghĩa việc xác định tâm phụ tải 23 4.2.2 Cách xác định tâm phụ tải 24 4.2.3 Xác định tâm phụ tải nhóm xƣởng khí .24 4.3 Tính tốn phụ tải phân xƣởng khí 30 4.3.1 Cơng thức tính liên quan 30 4.3.2 Tính tốn Ptt, Stt, Qtt Itt nhóm phụ tải tồn phân xƣởng 32 4.3.3 Tính tốn Ptt, Stt, Qtt Itt nhóm phụ tải toàn phân xƣởng 33 CHƢƠNG LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƢỞNG CƠ KHÍ 36 5.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xƣởng khí 36 5.1.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện 36 5.1.2 Chọn điện áp định mức dòng điện 36 5.1.3 Sơ đồ cung cấp điện mạng hạ áp 37 5.2 Tính tốn lựa chọn dây dẫn 39 5.2.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn lựa chọn dây dẫn 39 5.2.2 Thực tính tốn .40 5.3 Lựa chọn 47 5.3.1 Cơ sở lý thuyết việc lựa chọn 47 5.3.2 Lựa chọn cho tủ 48 CHƢƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ CB (APTOMAT) 50 6.1 Cơ sở lý thuyết việc lựa chọn CB (Aptomat) 50 vii 6.2 Lựa chọn CB cho xƣởng khí .51 6.2.1 Lựa chọn CB bảo vệ cho thiết bị tủ động lực .51 6.2.2 Lựa chọn CB bảo vệ cho tủ động lực chiếu sáng đặt tủ phân phối .53 6.2.3 Lựa chọn CB bảo vệ cho đèn chiếu sáng đặt tủ chiếu sáng 53 CHƢƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 54 7.1 Tính tốn ngắn ba pha điểm lƣới hạ .54 7.1.1 Phƣơng pháp tính tổng trở ZT .54 7.1.2 Xác định tổng trở phần tử tính tốn ngắn mạch .54 7.2 Tính toán ngắn mạch cho hệ thống mạng điện xƣởng khí 56 7.2.1 Cơ sở liệu xƣởng .56 7.2.2 Tính tốn ngắn mạch 57 CHƢƠNG KIỂM TRA PHỐI HỢP CB 61 8.1 Lựa chọn CB theo điều kiện làm việc cố 61 8.1.1 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị tủ động lực 61 8.1.2 Chọn CB bảo vệ cho tủ động lực chiếu sáng 63 8.1.3 Chọn CB cho đầu vào tủ phân phối tổng 64 8.2 Kiểm tra phối hợp CB 64 CHƢƠNG KIỂM TRA DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 65 9.1 Tính tốn sụt áp 65 9.2 Tính tốn sụt áp cho thiết bị xƣởng khí 65 9.3 Kiểm tra dây kết hợp với thiết bị bảo vệ (CB) .70 CHƢƠNG 10 NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP .73 10.1 Nâng cao hệ số công suất .73 10.1.1 Cơ sở lý thuyết việc nâng cao hệ số công suất 73 10.1.2 Các phƣơng pháp nâng cao hệ số công suất .73 10.1.3 Tính tốn cơng suất phản kháng cần bù .74 10.1.4 Lựa chọn phƣơng án cần bù công suất phản kháng 74 viii Với phụ tải loại phụ tải quan trọng, khơng đƣợc phép điện phải đặt hai máy biến áp Phụ tải loại nhƣ xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thi, … phải tiến hành so sánh phƣơng án cấp điện đƣờng dây – máy biến áp với phƣơng án cấp điện đƣờng dây lộ kép trạm hai máy Trong thực tế, với hộ tiệu thụ điện loại thƣờng dùng phƣơng án lộ đơn – máy biến áp với máy phát dự phòng Với phụ tải loại nhƣ phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thơn xóm, khu chung cƣ, trƣờng học thƣờng đặt máy biến áp Sau xác định đƣợc số lƣợng máy biến áp đặt trạm, công suất máy biến áp đƣợc xác định theo công thức sau: Với trạm máy: SđmB ≥ Stt Với trạm hai máy: SđmB ≥ Trong đó: SđmB – cơng suất định mức máy biến áp nhà chế tạo quy định Stt – công suất tính tốn, cơng suất u cầu lớn phụ tải mà ngƣời thiết kế cần tính tốn, xác định nhằm lựa chọn máy biến áp thiết bị điện khác Hệ số tải 1,4 Cần lƣu ý hệ số tải có trị số phụ thuộc thời gian tải Lấy hệ số tải 1,4 trƣờng hợp trạm đặt hai máy biến áp bị cố một, máy lại cho phép tải 1,4 lần công suất máy thời gian ngày đêm, ngày tải không hệ số tải trƣớc tải không 0,75 Nếu không thõa mãn điều kiện phải tra đồ thị để xác định hệ số tải cho phép không cho phép máy biến áp tải Các công thức với máy biến áp sản xuất nội địa biến áp đƣợc nhiệt đới hóa Nếu dùng máy biến áp ngoại nhập phải đƣa vào công thức hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến chênh lệch nhiệt độ môi trƣờng chế tạo môi trƣờng sử dụng máy: Khc = - ; Trong đó: 77 t0 – nhiệt độ mơi trƣờng chế tạo, oC t1 – nhiệt độ môi trƣờng sử dụng, oC Ngồi số lƣợng cơng suất, chọn máy biến áp cần quan tâm đến thông số kỹ thuật khác nhƣ: biến áp dầu hay biến áp khô, làm mát tự nhiên hay nhân tạo, pha hay ba pha, ba cuộn dây hay tự ngẫu, điều chỉnh điện áp thƣờng hay điều chỉnh điện áp dƣới tải, … Trong lựa chọn máy biến áp việc xác định cơng suất tính tốn phụ tải quan trọng khó khăn Khó khăn điện có trƣớc, trạm biến áp xây dựng xây dựng sở hạ tầng (điện, nƣớc, đƣờng xá, …) mà chƣa xây dựng xây dựng hộ tiêu thụ điện (chung cƣ, nhà tập thể, nhà máy, …), chƣa thể biết xác mức tiêu thụ điện phụ tải Căn vào thông tin thu nhận đƣợc thời điểm thiết kế để xác định phụ tải tính tốn nhằm chọn đƣợc cơng suất máy biến áp phù hợp 10.3.2 Lựa chọn má biến áp cho xƣởng khí Xƣởng khí thuộc hộ tiêu thụ điện loại 2, với cơng suất tính tốn chƣơng Stt = 358,184 (kVA) Theo khuyến nghị ta chọn phƣơng án cung cấp điện máy biến áp máy phát dự phịng với thơng số sau: Công suất máy biến áp: SMBA = 400 (kVA) Chủng loại máy biến áp: Máy biến áp nội địa hãng ABB sản xuất Thông số kỹ thuật máy biến áp: Mức điều chỉnh điện áp: ± x 2,5% Công suất định mức: SMBA = 400 (kVA) Điện áp: 22/0,4 kV Công suất không tải: ΔP0 = 840 (W) Công suất ngắn mạch: ΔPN = 5750 (W) Điện áp ngắn mạch: ΔUN% = 4% Kích thƣớc (L – W – H): 1620-1055-1500 (mm) Trọng lƣợng: 1440 (kg) 78 CHƢƠNG 11 NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TỒN 11.1 Nối đất an tồn 11.1.1 Cơ sở lý thu ết 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 nƣớc 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: Đƣợc 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 thƣờng sử dụng cọc thép, thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc dài 2-3m đóng sâu xuống đất chôn 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: thƣờng dùng nhiều cọc đóng xuống đất nối đất với ngang hay cáp đồng trần Khoảng cách cọc thƣờng 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 trƣờng hợp khó khăn mặt thi cơng khoảng cách không nên nhỏ chiều dài cọc Nối đất tập trung thƣờng chọn nơi đất ẩm, điện trở suất thấp, xa cơng trình Nối đất mạch vịng: điện cực nối đất đƣợc đặt theo chu vi cơng trình cần bảo vệ (cách mép từ 1-1,5m) phạm vi cơng trình rộng Nối đất mạch vịng cịn 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 79 a Hệ thống nối đất đơn giản đƣợc trình bày bảng sau: Bao gồm phƣơng pháp phân bố cọc, dẫn, dây dẫn cơng thức tính điện trở tƣơng ứng Hình 11.1: Cơng thức tính điện trở cọc hệ thống nối đất đơn giản b Hệ thống nối đất hỗn hợp Hệ thống nối đất gồm n cọc chôn thẳng đứng có điện trở Rc: 80 ( Ω) Rc = Trong đó: rc – điện trở cọc nối đất đƣợc xác đinh theo công thức bảng n – số cọc nối đất c – hệ số sử dụng cọc chôn thẳng đứng Hệ thống nối đất gồm (dây) đặt nằm ngang nối cọc chôn thẳng đứng có điện trở Rth: Rth = ( Ω) Trong đó: rt – điện trở (dây) nối đất nằm ngang; th – hệ số sử dụng (dây) nằm ngang nối cọc chôn thẳng đứng Điện trở hệ thống nối đất hỗn hợp đƣợc xác định: RHT = ( 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 xƣởng khí Với lƣới điện áp dƣới 1000V để đạt hiệu tốt nối đất an tồn chọn phƣơng án nối đất mạch vịng Phân xƣởng 1: Hệ thống cọc nối đất bao gồm 10 cọc nối đất, dài L = 3m, đƣờng kính d = 16mm chôn sâu dƣới đất h = 0.5m đặt cọc góc phân xƣởng cọc dọc phân xƣởng Hệ thống cáp nối cọc dài 36m chiều ngang 11m chiều dọc 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 = * ( )+ = = 107,16 Ω 81 * ( )+ Với số cọc n = 12, tra bảng hệ số sử dụng cọc c = 0,68 (sử dụng phƣơng pháp nội suy) Điện trở hệ thống 10 cọc là: Rc = = 13,13 Ω = Đƣờng 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 = √ ) += Tra bảng hệ số sử dụng dây * ( th ) √ + =10,41 Ω = 0,348 (phƣơng pháp nội suy), điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng dây là: Rth = = 29,91 Ω = Điện trở nối đất hệ thống nối đất an toàn là: RHT = = = 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 đồng nối đất Mỗi đồng có tiết diện 300mm x 50mm, dày 5mm, có đầu nối dây Các đồng đƣợc nối với hệ thống nối đất cáp đồng trần tiết diện 50mm2 Các vỏ thiết bị đƣợc nối đất với đồng gần cáp đồng bọc điện có tiết diện nhƣ trình bày bảng 5.2.3 5.2.4 Phân xƣởng 2: Thiết kế tƣơng tự nhƣ phân xƣởng có diện tích Nhà kho: Nối đất an toàn tủ chiếu sáng nhà kho với nối đất an tồn hệ thống phân xƣởng nhà kho có thiết bị chủ yếu chiếu sáng công suất nhỏ, gần với phân xƣởng nên ta nối đất an toàn cho tủ chiếu sáng nhà kho với hệ thống nối đất an toàn xƣởng Tiết diện dây bảo vệ chọn bảng 5.2.4 đƣợc nối trực tiếp vào tiếp điểm đồng 82 11.2 Nối đất chống sét 11.2.1 Đặt vấn đề Việt Nam nƣớc 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 hƣởng đến nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, thâm chí đến tính mạng ngƣời Theo thống kê chƣa đầy đủ, năm 2016 nƣớc có gần 50 ngƣời tử vong sét đánh số ngƣời bị thƣơng gấp nhiều lần Trung bình, năm Việt Nam nhận khoảng triệu tia sét Với xƣởng khí có diện tích trung bình, nơi tập trung nhiều ngƣời 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 thu ết 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 đƣợc chia thành cấp: -Cấp I cơng trình có tỏa chất khí cháy, nhƣ 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 thƣờng Khi xảy nổ gây phá hoại lớn, nguy hiểm tính mạng ngƣời -Cấp II cơng trình, tỏa chất khí cháy, nhƣ 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 thƣờng Khi xảy nổ gây hƣ hỏng nhỏ, không gây nguy hiểm tính mạng ngƣời - 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 ngƣời đƣợc phép nâng lên cơng trình cấp II 83 Giải pháp chống sét toàn diện điểm a Thu bắt sét điểm định trƣớc: Mục đích điểm xây dựng điểm chuẩn để sét đánh vào nhƣ tạo khả kiểm soát đƣờng dẫn sét đánh xuống đất Điểm chuẩn thƣờng 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 thƣờng đầu kim cổ điển (kim Franklin) hay đầu kim đại (kim phóng điện sớm – ESE) b 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 nhƣ khơng gây nhiễu điện từ cho thiết bị vùng bảo vệ Tùy theo u cầu bảo vệ cơng trình mà dây dẫn sét cáp đồng trần có tiết diện khơng nhỏ 50mm2 hay cáp sét nhiều lớp có khả chống tƣợng phóng điện thứ cấp chống nhiễu c Tản nhanh lƣợng sét đánh vào đất: Bất kỳ hệ thống chống sét đánh trực tiếp dù đƣợc 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 nƣớc, điện trở nối đất hệ thống chống sét phải nhỏ 10Ω d 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 đƣợc nối đẳng với nhằm tạo mặt đẳng Từ ngăn chặn chênh lệch điện hệ thống nối đất trình tản sét, khắc phục đƣợc tƣợng phóng điện ngƣợc gây nguy hiểm cho ngƣời thiết bị e Chống sét lan truyền đƣờng 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 đƣờng dây điện lực gây hƣ hỏng thiết bị đƣợc nối với chúng Khả cắt giảm biên độ lọc dòng sét đƣờng cấp nguồn đƣợc thực lắp đặt thiết bị cắt sét thiết bị lọc sét điểm dẫn vào tịa nhà Do giảm đƣợc phá hoại trang thiết bị, giảm tổn thất vận hành kinh tế 84 f Chống sét lan truyền đƣờng tin hiệu: Hầu hết cơng trình có hệ thống trang bị liên lạc nhƣ: 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 đƣờng truyền tín hiệu 11.2.3 Kỹ thuật thu sét điểm định trƣớc Có nhiều kỹ thuật thu chống sét trực tiếp nhƣ: Hệ thống kim Franklin Hệ thống giải trừ sét DAS Hệ thống kim ESE Hệ thống kim phóng xạ Mỗi kỹ thuật có ƣu nhƣợc điểm riêng nhƣng 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 nhƣ sau: Kim thu sét kiểu thụ động Thƣờng 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 nƣớc biển Tổng trở hệ thống nối đất chống sét Rđ < 10Ω 11.2.4 Thiết kế hệ thống chống sét cho xƣởng khí Đặt vấn đề: Thiết kế hệ thống chống sét cho xƣởng khí bao gồm phân xƣởng khí nhà kho Đặc điểm hình học phân xƣởng là: chiều dài 35m, chiều rộng 10m chiều cao 7,2m; đặc điểm hình học nhà kho: chiều dài 15m, chiều rộng 10m chiều cao 5m 85 Ta sử dụng kim Franklin phƣơng án nối đất tập trung để nối đất chống sét cho toàn xƣởng Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho xƣởng khí: Sử dụng kim thu sét có chiều cao = 2,2 m, tự đứng gắn đế kim, cố định mái xƣởng Dọc theo rìa mái cơng trình, bố trí kim theo chiều dọc cách lần lƣợt Dd = 10 m – 10m – 10m – 5m bố trí kim theo chiều ngang cách Dng = 10m Các kim đƣợc nối với cáp đồng trần có tiết diện 50 mm2 Vì kim thu sét đƣợc 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 đƣờng chéo: Dch = 14,14 < 7ha = 15,4m (Thõa mãn yêu cầu) Chiều dài phân xƣởng 35m, bố trí dây sét phải thõa mãn yêu cầu khoảng cách không 30m Nhằm đảm bảo an toàn cho ngƣời, 3m cuối trƣớc 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 trƣớc xuống đất, dây thoát sét bọc PVC ống cách điện Hệ thống cọc nối đất bao gồm 15 cọc nối đất, dài L = 3m, đƣờng kính d = 16mm chơn sâu dƣới đất h = 0.7m đặt thành hàng ngang chiều dài xƣởng, 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 xƣởng Dọc theo rìa mái, bố trí kim theo chiều dọc cách lần lƣợt Dd = 5m bố trí kim theo chiều ngang cách Dng = 10m Các kim đƣợc nối với cáp đồng trần có tiết diện 50 mm2 86 Vì kim thu sét đƣợc 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 đƣờng chéo: Dch = 11,18 < 7ha = 14m (Thõa mãn yêu cầu) Hệ thống tản dòng 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 = )+ * = ( Với số cọc n = 15, tra bảng hệ số sử dụng cọc c )+ = 101,62 Ω = 0,54 Điện trở hệ thống 15 cọc là: Rc = = 12,54 Ω = Đƣờng 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= * ( √ ) += Tra bảng hệ số sử dụng dây * ( th ) √ +=20,36 Ω = 0,50, điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng dây là: Rth = = 40,72 Ω = Điện trở nối đất hệ thống chống sét là: RHT = = = 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) 87 Thõa mãn yêu cầu thiết kế 11.3 Sơ đồ nối đất an toàn nối đất chống sét (Bản vẽ đính kèm) 88 TỔNG KẾT Qua đề tài thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng khí em nhận việc tính tốn thiết kế cung cấp điện cần phải đƣợc đầu tƣ kỹ lƣỡng, phải đảm bảo đƣợc tiêu chí an tồn cho ngƣời vận hành, cơng nhân…và thiết bị nhà máy phân xƣởng, phải kết hợp đảm bảo tối ƣu kỹ thuật lẫn kinh tế Hiện nay, thị trƣờng có nhiều chủng loại thiết bị điện, lựa chọn thiết bị điện cần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhƣ giải đƣợc 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 tƣơng lai đƣa phƣơng án nhằm tối ƣu hóa q trình thiết kế 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình cung cấp điện Đại học Công nghiệp TP HCM [2] Giáo trình cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú [3] Kỹ thuật chiếu sáng (2005), Dƣơng Lan Hƣơng, Trƣờng đại học Bách Khoa TP HCM, Nhà xuất ĐHQG TPHCM [4] Giáo trình an tồn điện, PGS TS Quyền Huy Ánh, Trƣờng ĐH Sƣ phạm kỹ thuật TP HCM [5] Giáo trình hƣớng dẫn thiết kế cung cấp điện (2007), Nhà xuất Hà Nội [6] Hƣớng 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 quốc gia TCVN 7722 – – 22: 2013 “Yêu cầu cụ thể - Đèn điện dùng cho chiếu sáng khẩn cấp” 90 PHỤ LỤC [1] Catalouge MCB phụ kiện(2016),ABB [2] Catalouge MCCB phụ kiện (2016),ABB [3]Catalouge tụ bù Snheider (2012) [4] Tính toán lựa chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn quốc tế IEC [5] Các vẽ đính kèm Sơ đồ mặt phân xƣởng khí Sơ đồ bố trí thiết bị Sơ đồ tâm phụ tải xƣởng Sơ đồ thiết kế chiếu sáng Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối Sơ đồ nguyên lý tủ động lực Sơ đồ nối đất 91 ... CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƢỞNG CƠ KHÍ 5.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xƣởng khí 5.1.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện a) Độ tin cậy cung cấp điện Sơ đồ phải đảm bảo tin cậy cấp điện theo... ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƢỞNG CƠ KHÍ 36 5.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xƣởng khí 36 5.1.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện 36 5.1.2 Chọn điện áp định mức dòng điện. .. nguồn điện Việc lựa chọn số nguồn cấp điện phải dựa thiệt hại kinh tế ngừng cấp điện Hộ loại III: cần cấp điện từ nguồn b) An toàn cấp điện: Sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho