Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho công ty cổ phần nhựa năm châu

Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN NHỰA NĂM CHÂU Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tiến Dũng Cán phản biện : Trần Đình Dũng Sinh viên thực : Nguyễn Văn Trang MSSV : 135D5103010077 Lớp : 54K1 - CNKT Điện, Điện tử Vinh, tháng 06 năm 2018 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY .1 1.1 Tổng quan nhà máy 1.1.1 Ngành nghề kinh doanh 1.1.2 Sản phẩm dịch vụ 1.1.3 Ngành nghề ứng dụng .2 1.2 Sơ đồ mặt công ty CHƯƠNG II: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 2.1 Yêu cầu hệ thống cung cấp điện .5 2.1.1 Độ tin cậy cung cấp điện 2.1.2 Chất lượng điện .6 2.1.3 Tính kinh tế .6 2.1.4 Tính an tồn 2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn .7 2.2.1 Giới thiệu chung .7 2.2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 2.3 Xác định phụ tải tính tốn 12 2.4 Tính tốn phụ tải tồn nhà máy .19 CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 21 3.1 Phương án cấp điện .21 3.2 Phương án nối dây mạng điện cho phân xưởng 22 3.3 Chọn máy biến áp, chọn dây dẫn cáp từ hệ thống trạm biến áp từ trạm biến áp tủ động lực .23 3.3.1 Chọn máy biến áp 23 3.3.2 Chọn dây dẫn từ hệ thống trạm TBA nhà máy 25 3.3.3 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 26 3.3.4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho nhà máy .27 3.3.5 Tính tốn ngắn mạch .31 3.3.6 Lựa chọn kiểm tra thiết bị 36 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO NHÀ MÁY .39 4.1 Tổng quan chung cấp điện cho nhà máy 39 4.2 Lựa chọn phần tử hệ thống cấp điện cho nhà máy 39 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp 4.2.1 Chọn cáp từ TBA tủ phân phối nhà máy 39 4.2.2 Chọn Aptomat đầu nguồn 39 4.2.3 Chọn tủ phân phối cho nhà máy 40 4.2.4 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực .41 4.2.5 Chọn tủ động lực .42 4.2.6 Lựa chọn Cầu Chì bảo vệ cho tủ động lực: 43 4.2.7 Lựa chọn dây dẫn từ tủ ĐL tới động 48 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO NHÀ MÁY .56 5.1 Thiết kế chiếu sáng cho nhà máy 56 5.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng .58 5.3 Thiết kế chiếu sáng cho phòng làm việc .60 5.4 Thiết kế chiếu sáng phần mềm Dialux 4.13 .63 5.4.1.Giới thiệu Dialux 4.13 63 5.4.2 Thiết kế chiếu sáng 64 Chương VI: THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO NHÀ MÁY 69 6.1 Nối đất an toàn 69 6.1.1 Mục tiêu 69 6.1.2 Điện trở nối đất 69 6.1.3 Điện trở suất đất .69 6.1.4 Các loại nối đất .69 6.1.5 Phương pháp tính hệ thống nối đất .72 6.2 Chống sét .80 6.2.1.Tổng quan chống sét 80 6.2.2 Lựa chọn phương pháp 83 6.2.3 Tính tốn ảnh hưởng cột thu lơi nằm ngang 85 6.2.4 Tính tốn ảnh hưởng côt thu lôi nằm dọc .85 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, điện vào mặt đời sống, tất lĩnh vực, từ công nghiệp đời sống sinh hoạt Trong kinh tế lên chúng ta, ngành công nghiệp điện đóng vai trị quan trọng Để xây dựng kinh tế phát triển khơng thể khơng có cơng nghiệp điện vững mạnh, quy hoạch phát triển khu dân cư, thị hay khu cơng nghiệp… cần phải trọng vào phát triển mạng điện, hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho khu vực Hay nói cách khác, lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội kế hoạch phát triển điện phải trước bước, thỏa mãn nhu cầu điện không trước mắt mà cho phát triển tương lai Hiện nay, xã hội phát triển, nhiều nhà máy xây dựng.Việc quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy công việc thiết yếu vơ quan trọng Để thiết kế hệ thống cung cấp điện an tồn đảm bảo tin cậy địi hỏi người kỹ sư phải có trình độ khả thiết kế Xuất phát từ điều đó, bên cạnh kiến thức giảng dạy giảng đường, sinh viên nghành Hệ thống điện giao tập dài thiết kế mạng điện cho xí nghiêp, nhà máy định Bản thân em nhận đề tài đồ án tốt nghiệp: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN NHỰA NĂM CHÂU” với số liệu sản phẩm trực tiếp lấy từ công ty Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua với giúp đỡ tận tình thầy “Nguyễn Tiến Dũng” em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy cố gắng, say mê với đồ án, bỏ nhiều công sức cho đề tài kiến thức hạn chế, khó tránh khỏi có nhiều khuyết điểm Em mong nhận nhận xét bảo thầy để em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Văn Trang Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Nhận xét giảng viên hướng dẫn Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Tổng quan nhà máy  Tên công ty: Công Ty Cổ Phần Nhựa Năm Châu  Loại hình cơng ty: Nhà sản xuất  Thị trường chính: Tồn quốc, Quốc tế  Mã số thuế: 2901838721  Năm thành lập: 2015  Số lượng nhân viên: Từ 11 - 50 người  Chuyên sản xuất xuất mặt hàng hạt phụ gia nhựa Filler Masterbatch (Hạt taical PP PE) với quy mô sản lượng 20.000 tấn/năm Sản phẩm sản xuất từ Calcium Carbonate (CaCO3) nhựa nguyên sinh chất phụ gia khác để ứng dụng ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm Hạt phụ gia nhựa FC PLASTICS giúp cải thiện lý tính sản phẩm cuối FC PLASTICS tự tin có đủ nguồn lực khả cung cấp đầy đủ cho ngành cơng nghiệp Nhà máy đóng vùng ngun liệu bột đá trắng CaCO3, chế biến dây chuyền công nghệ đại, đồng Hãng Hosokawa Alpine Nguyên liệu khác nhập từ nhà cung cấp có uy tín từ nước Đội ngũ CBCNV động, chuyên nghiệp với nhiều năm kinh nghiệm làm việc nhà máy sản xuất bột đá sản xuất hạt taical Giá cạnh tranh thị trường 1.1.1 Ngành nghề kinh doanh  Phụ gia ngành nhựa  Bột đá trắng siêu mịn CaCO3 1.1.2 Sản phẩm dịch vụ  Hạt phụ gia nhựa  CaCO3 Filler Masterbatch  Filler Masterbatch  Hạt Taical  Hạt Phụ Gia CaCO3  Hạt Phụ Gia Nhựa FC Plastic Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp  Hạt Phụ Gia Nhựa Filler Masterbatch  Hạt Taical PE  Hạt Taical PP  Bột đá siêu mịn CaCO3  Đá Hộc  Bột Đá Trắng Siêu Mịn CaCO3  CaCO3 Hạt Chíp  CaCO3 Hạt Cát  CaCO3 Tráng Phủ Acid 1.1.3 Ngành nghề ứng dụng  Sản Xuất Bao Bì PP  Sản Xuất Giầy Dép, Đồ Gia Dụng  Sản Xuất Màng Nhựa  Sản Xuất Vải Không Dệt  Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng  Thổi Film, Ép Phun, Ép Thổi, Ép Đù Một số hình ảnh minh họa sản phẩm ứng dụng sản phẩm: Hình 1.1: Hạt nhựa Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2: Bột đá Hình 1.3: Một số ứng dụng thực tế Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp 1.2 Sơ đồ mặt cơng ty Hình 1.4: Sơ đồ mặt Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 2.1 Yêu cầu hệ thống cung cấp điện Mục tiêu thiết kế cung cấp điện đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện với chất lượng phạm vi cho phép phương án cung cấp điện xem hợp lý thỏa mãn yêu cầu sau: - Vốn đầu tư nhỏ, ý tiết kiệm ngoại tệ vật tư - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiêu thụ - Chi phí vận hành hàng năm thấp - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Thuận tiện cho vận hành sửa chữa - Đảm bảo chất lượng điện - Đạt yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật - Ngồi cịn phải ý đến điều kiện khác như: môi trường, phát triển phụ tải, thời gian xây dựng… 2.1.1 Độ tin cậy cung cấp điện Tùy theo tính chất hộ dùng điện chia thành loại: - Hộ loại 1: Là hộ mà có cố dừng cung cấp điện gây nên hậu nguy hiểm đến tính mạng người, gây thiệt hại lớn kinh tế, hư hỏng thiết kế, gây rối loạn q trình cơng nghiệp có ảnh hưởng khơng tốt phương diện trị Đối với hộ loại phải cung cấp với độ tin cậy cao, thường dùng hai nguồn điện đến, có nguồn dự phòng nhằm hạn chế mức thấp việc điện Thời gian điện thường coi thời gian đóng nguồn dự trữ Ví dụ sân bay, hải cảng, khu quân sự, ngoại giao, khu công nghiệp, bệnh viện… - Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế, hư hỏng sản phẩm, sản xuất bị đình trệ, gây rối loạn q trình cơng nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại ta sử dụng phương pháp có khơng có nguồn dự phịng, hộ loại cho phép ngừng cung cấp điện thời gian đóng nguồn dự trữ tay Ví dụ nhà máy, xí nghiệp, trường đại học… - Hộ loại 3: hộ cho phép với mức độ tin cậy điện thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa, thay thiết bị cố thường không cho Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Bảng 6.3 Tính tốn điện trở nối đất Loại cọc Cơng thức tính R Thanh nằm ngang p d  2l  4h tb     ln  ln   2d  d  4h tb    p d : Điển trở suất tính tốn R Cọc thẳng đứng p d  2l  4h tb     ln  ln   2l  b  4h tb    Ghi h tb  h  h  0, 5m h  0, 5m p d : Điện trở suất tính tốn Thanh dẹt cột ngang R ng Ptt 2L  ln 2l b.h / h  0,5m - Bước 4: Xác định số cọc lý thuyết Nlt N lt  Rd R dcp Trong đó: Rđ: điện trở nối đất Rđcp: Điện trở nối đất cho phép Tùy theo hình thức bố trí cọc mà ta xác định chu vi khu vực bố trí tiếp địa, tiến hành phân bố tiếp địa xác định khoảng cách hai tiếp địa A=L/Nlt Trong đó: L: Tổng chiều dài phân bố tiếp địa a: Khoảng cách hai cọc Từ xác định tỉ số a/l (l chiều dài cọc tiếp địa) Thông thường người ta chọn tỉ số a/l=1 =2 - Bước 5: Tìm số cọc thực tế cần dùng: N lt : Hệ số sử dụng ứng với số cọc vừa tính N Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Rd R dcp lt Trang 74 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Trong đó: lt : Hệ số sử dụng ứng với số cọc vừa tính Để xác định hệ số ta sử dụng bảng 6.4 Bảng 6.4 Tìm hệ số lt Tỉ số Đặt cọc theo hàng Đặt cọc thành mạch vịng kín Số cọc lý thuyết lt Số cọc lý thuyết lt 0.76÷0.80 0.66÷0.72 0.67÷0.72 0.58÷0.65 10 0.56÷0.62 10 0.52÷0.57 15 0.51÷0.56 15 0.44÷0.51 20 0.47÷0.5 20 0.38÷0.43 0.85÷0.88 0.76÷0.8 0.79÷0.83 0.71÷0.75 10 0.72÷0.77 10 0.66÷0.70 15 0.66÷0.73 15 0.61÷0.65 20 0.65÷0.70 20 0.55÷0.64 - Bước 6: Tính chiều dài độ chơn sâu cảu ngang liên kết cọc nối đất với thành hệ thống hoàn chỉnh Chiều dài nối là: L=l.N Độ chôn sâu cảu nối là: htb=ho+b/2 - Bước 7: Tính điện trở nối Tra bảng 3.3 ta tính điện trở nối ngang: R ng lt 2L2  ln 2l b.h - Bước 8: Tính điện trở nối đất tổng thể cọc nối là: R   R d R dm R d  R dm Trong đó: Rđ: Điện trở nối đất cọc Rđng: Điện trở nối đất nối ngang Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 75 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp So sánh điện trở nối đất cho phép R  < Rcp thỏa mãn Nếu R  > Rcp phải tính lại 6.1.5.4 Kiểm tra hệ thống nối đất sau tính tốn Sau tính tốn hệ thống nối đất ta tiến hành thử nghiệm kiểm tra điện trở yêu cầu cần thiết hệ thống Trong trình làm việc chất lượng hệ thống nối đất bị giảm ảnh hưởng nhiều yếu tố độ ẩm, tác động học, ăn mòn hóa chất Vì phải tiến hành kiểm tra đo đạc điện trở nối đất, đánh giá chất lượng tồn hệ thống q trình sử dụng Hệ thống nối đất phải kiểm tra sau lắp đặt trước đưa vào sử dụng kiểm tra định kỳ trình sử dụng Thời hạn kiểm tra sau: - năm lần thiết bị bố trí nơi nguy hiểm - năm lần thiết bị điện bố trí nơi đặc biệt nguy hiểm Nội dung kiểm tra: Kiểm tra trực quan Kiểm tra mối nối, dây nối đất, chỗ đưa dây vào đất, đỡ vào giá Với hệ thống lắp đặt phải kiểm tra điện cực trước lắp Đo điện trở nối đất Kiểm tra giá trị điện trở nối đất hệ thống có thỏa mãn điều kiện cho phép khơng ? + Xem lại vẽ lắp đặt trị số yêu cầu cảu hệ thống nối đất + Kiểm tra mạch nối hệ thống + Đo điện trở nối đất hệ thống Ngoài hệ thống nối đất lặp lại nối đất trực tiếp phân xưởng, xí nghiệp, nhà máy, Để tăng thêm hiệu an toàn cho người lao động, cần phải nối không để bảo vệ thiết bị 6.1.5.5 Vận dụng tính tốn Tính tốn nối đất trung tính nguồn cho trạm biến áp: 10/0,4kV -  / Y011 - 500kVA Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 76 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp - Bước 1: Theo quy phạm phân xưởng thường sử dụng điện áp < 1000V nên điện trở nối đất trung tính nguồn cho trạm biến áp Rđcp= 4Ω - Bước 2: Tính tốn điện trở suất tính tốn đất có tính đến ảnh hưởng thời tiết Giả thiết phân xưởng xây dụng đất thịt tra bảng 6.1 ta có d  0,6  104 (Ωm) tra bảng 6.2 ta φ=1,2 Vậy dlt  0,6 104 1,2  0,72 104 (Ωcm) - Bước 3: Chọn loại cọc kiểu kết nối cọc để tìm điện trở nối đất cần thiết Rđ Các cọc nối đất thường dùng loại sắt góc chữ L: 60×60×6 50×50×5 sắt trịn ∅20 hay ∅30 Thường dùng loại cọc có chiều dài 2m÷3m đóng độ sâu 0,7m – 0,8m mặt đất tự nhiên Khoảng cách cọc đóng cách 5m; a=1 nên tỷ số a/l = Thông thường hệ thống nối đất người ta thường chọn kiểu cọc thép chữ L 60 x 60 x có chiều dài l=500cm, chon độ sâu h  80cm Vậy độ chôn sâu cọc : htb  h0  500  80   330cm 2 Từ ta áp dụng cơng thức bảng 6.3 : R  pd   2l  4htb    ln  ln   2d  d  4htb    0, 72 104   500  330   ln  ln  500  3,14   330      2,39   5,112  1,5.103    R  12, 22    - Bước 4: Xác định số cọc lý thuyết : N lt Nlt  Rd 12, 22   3,01 Rlt - Bước 5: Xác định số cọc cần dùng : N Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 77 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Do đặc thù khu trạm biến áp hay nhà máy thường bố trí nối đất khu đất nhỏ trạm biến áp hay nhà máy nên để gọn gàng ta chọn tỉ số a/1=1 số cọc lý thuyết N lt = cọc Từ tra bảng 6.4 ta có lt  0, 575 Vậy số cọc cần dùng : R Rd 22, 22   9, 45 Rdcp  lt  0,575 Ta lấy N=10 cọc Tra ngược lại bảng 6.4 lấy hệ số sử dụng lt xác 10 cọc lt =0.57 Vậy điện trở nối đất số cọc vừa tính : R Rd 22, 22   3,805    N lt 10  0,57 - Bước 6: Tính điện trở ngang nối cọc với Chọn ngang nối cọc tiếp địa thép dẹt loại 40 x chôn sâu 0,8m so với mặt đất tự nhiên Vậy chiều tổng dài ngang : Ta chọn tỉ số a/1=1 nên a=1 Do L  LN   500  5000cm L : khoảng cách cọc, ta có 10 cọc nên L =10 Độ chôn sâu nối là: htb  h0  b 0, 04  0.8   0.82m  82cm 2 - Bước 7: Điện trở nối đất nối : Áp dụng công thức : R Ptt L2 0.72 104  50002 ln  ln  0,382 10,9  4,164    2l b.h  3,14  5000 4, 28 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 78 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Hình 6.3: Hệ thống tiếp địa gồm 10 điện cực (cọc đóng thẳng đứng) ngang (điện cực ngang) - Bước 8: Điện trở nối đất tổng thể cọc nối : R R 3,805  4,164 15,844 R  d lt    1,99     Rd  Rlt 3,805  4,164 7,969 So sánh điện trở nối đất cho phép ta thấy : 1,99        Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 79 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Vậy ta đóng 10 cọc cọc cách 5m tạo thành mạch vòng kín xung quanh trạm biến áp, cách móng trạm  3m nối đất tập trung (hình 6.3) 6.1.5.6 Tính tốn nối khơng cho hệ thống thiết bị nhà máy thiết bị pha, ba pha khác Để đảm bảo cho hệ thống thiết bị phân xưởng thiết bị chiếu sáng, nối không bảo vệ (nối bảo vệ) ta dùng hệ thống dây dẫn nối từ vỏ máy hệ thống cọc nối đất trung tính nguồn trạm biến áp(tính tốn phần trên) thơng qua điểm nối khơng tủ điện phân phối hạ thể tủ máy cắt tổng đến cực trung tính máy biến áp đến hệ thống nối đất trạm biến áp Dây dẫn nối đất bảo vệ (dây E màu vàng dưa, xanh cây, nâu đất v v ) tách riêng với dây pha (cấp 4*X+E) dùng cấp lõi có lõi làm dây nối khơng 6.1.5.7 Tính tốn nối đất lặp lại cho hệ thống thiết bị nhà máy u cầu tính tốn hệ thống tiếp địa lặp lại lưới trung tính làm việc khí đơn giản mang lại hiệu kinh tế, tin cậy cung cấp điện cao Điện trở nối đất lặp lại lưới hạ < 100V luôn không lớn 10    , vị trí tủ điện khu vực tập trung nhiều thiết bị, động cơng suất cao Trình tự tính tốn hệ thống nối đất lặp lại hồn tồn tương tự tính cho hệ thống nối đất làm việc máy biến áp 6.2 Chống sét 6.2.1.Tổng quan chống sét Sét dạng phóng điện tia lửa khơng khí với khoảng cách lớn Q trình phóng điện xảy đám mây giơng, đám mây với đám mây với đất Ở ta xét phóng điện mây đất Khi sét đánh trực tiếp vào dây dẫn đường dây truyền tải điện, thiết bị điện vào cơng trình gây thiệt hại như:  Gây cháy, nổ, hư hại cơng trình  Phá hủy thiết bị, phương tiện thông tin liên lạc  Gây nhiễu loạn hay ngưng vận hành hệ thống  Mất liệu hay hư liệu  Ngừng dịch vụ gây tổn thất kinh tế tổn thất khác Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 80 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp  Gây chết người Do thiệt hại sét lớn dự báo trước nên việc phịng chống sét ln mối quan tâm người tính tốn chống sét trở thành công việc bắt buộc người thiết kế cung cấp điện Cũng cần lưu ý việc phịng chống sét khơng thể đạt mức an tồn tuyệt đối mà việc phịng chống sét nhằm giảm thiệt hại sét mức thấp Để chống sét cách tồn diện có hiệu cho cơng trình, cần tn theo giải pháp chống sét toàn diện điểm sau:  Thu bắt sét điểm định trước để tạo khả kiểm soát đường dẫn sét đánh xuống đất  Dẫn sét xuống đất 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  Tản nhanh lượng sét vào đất với tổng trở nối đất nhỏ, tốt 10  Đẳng hệ thống đất, ngăn chặn chênh lệch điện hệ thống đất trình tản sét, khắc phục tượng phóng điện ngược gây nguy hiểm cho người thiết bị  Chống sét lan truyền đường cấp nguồn, đề phòng hư hỏng cho thiết bị nối với chúng điện áp khí hay điện áp nội  Chống sét lan truyền đường tín hiệu, đề phịng hư hỏng cho thiết bị hệ thống liên lạc nhạy cảm như: điện thoại, Internet, đo lường, điều khiển,… Hiện thị trường có nhiều loại thiết bị chống sét kim Franklin, kim phóng điện sớm ESE, kim phóng xạ, tia Laser,…  Một số hình ảnh kim phóng điện sớm Kim phóng điện sớm ESE Hình 6.4.1: Kim phóng điện sớm ESE Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 81 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Hình 6.4.2: Kim phóng điện sớm ESE Kim thu sét phóng điện sớm ESE (Early Streamer Emission) hãng Irico Lighting Technologies (Autralia) với loại kim Dynasphere Hình 6.5: Kim thu sét phóng điện sớm ESE Hình ảnh kim FRANKLIN Hình 6.6: Kim FRANKLIN Đây thiết bị thu sét phổ biến có lẽ tiếng lịch sử Kim thu sét đặt nhiều điểm nhô cao cơng trình kiến trúc Phạm vi bảo vệ tính tốn nằm vịng trịn bán kính tương đương với chiều cao vị trí đặt kim so với mặt đất Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 82 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Kim thu sét Franklin dùng lý tưởng để bảo vệ nơi mà có phần cấu trúc nhô hẳn lên cao phạm vi cần bảo vệ Khả bảo vệ kim Hình 6.7: Khả bảo vệ kim FRANKLIN 6.2.2 Lựa chọn phương pháp Trong đề tài không dùng phương pháp dùng kim phóng điện sớm ESE mà chọn phương pháp kim franklin Nội dung phương pháp franklin có đám mây tích điện tích âm qua đỉnh cột thu lôi (có chiều cao mặt đất có điện đất xem không) nhờ cảm ứng tỉnh điện đỉnh cột thu lơi nạp điện tích dương đỉnh cột thu lội nhọn nên cường độ điện trường vùng lớn Điều dễ dàng tạo nên kênh phóng điện dễ dàng phóng điện từ đầu cột thu lơi đến dm19 mây tích điện âm điều tạo dịng điện từ đám mây phóng xuống đất Phạm vi bảo vệ cột thu lơi hình nón trịn xoay có tiết diện ngang đường trịn độ cao hx có bán kính Rx trị số bán kính bảo vệ xác định theo cơng thức đơn giản sau: r x = 1, 6.h a p h 1 x h chiều cao hiệu dụng cột thu lôi Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 83 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp p hệ số : p=1 h ≤ 30 p= 5.5/ h nếu30m < h< 100m Bề ngang hẹp bx tính theo cơng thức : 2b x  4.rx 7.h a  a 14h a  a Trong : chiều cao hiệu dụng cột thu lôi rx bán kính bảo vệ cột thu lơi có chiều cao Phân xưởng có số liệu kích thước sau : Dài : 50m Rộng: 30m Cao : 9m Ta chọn phương án dùng cột thu lơi đặt thành hình chữ nhật có chiều dài a = 22 m chiều rộng a’=18 m Từ suy ra: Khoảng cách từ cột tới cạnh dài gần cột m Khoảng cách từ cột tới cạnh rộng gần cột m Ta có bán kính tối thiểu cần bảo vệ Rx : Rx = 62  92 = 10,82 m Với Rx = 10,82 m ta có tỉ lệ: hx   0,83 < 2.67 Rx 10,82 Từ ta tính chiều cao cột thu lôi theo công thức: h= Rx  1,875.hx 10,82  1,875.9  =18,46 (m) 1,5 1,5 Vậy độ cao hiệu dụng cột thu lôi là: = h – h x = 18,46 – =9,46 (m) Suy bán kính bảo vệ cột thu lơi có chiếu cao = 9,46 m r x = 1, 6.h a p 1  1, 6.9, 46.1  10,98 (m) hx 1 1 18, 46 h Vậy rx =10,98 > Rx = 10,82 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 84 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp 6.2.3 Tính tốn ảnh hưởng cột thu lơi nằm ngang Hai cột thu lơi có tác dụng tương hỗ thỏa điều kiện: a / Trong trường hợp ta có 22 / 9,46= 2,33 < (thỏa điều kiện tương hổ) Bề ngang hẹp bảo vệ hai cột thu lôi nằm ngang 2b x  4.rx 7.h a  a 7.9, 46  22  4.10,98  17,59(m) 14h a  a 14.9, 46  22 Suy bx = 17,59 / = 8,795 m > 6m (khoảng cách từ cột thu lôi đến cạnh dài gần nhất) Độ cao thấp cung tròn: h0  h  a 22  18, 46   15,32 > hx = 9(m) 7 6.2.4 Tính tốn ảnh hưởng côt thu lôi nằm dọc Hai cột thu lơi có tác dụng tương hỗ thỏa điều kiện: a / Trong trường hợp ta có 18/ 9,46 = 1,9 < (thỏa điều kiện tương hổ) Bề ngang hẹp bảo vệ hai cột thu lôi nằm dọc: 2b x  4.rx 7.h a  a 7.9, 46  18  4.10,98  18,51(m) 14h a  a 14.9, 46  18 Suy bx = 18,51/ = 9,23 m > 9m (khoảng cách từ cột thu lôi đến cạnh rộng gần ) Độ cao thấp cung tròn: h0  h  a 18  18, 46   15,89 > hx = 9(m) 7 Ngoài ta kiểm tra điều kiện tương hổ trường hợp nhiều cột thu lôi cụ thể trường hợp cột thu lơi đặt thành hình chữ nhật Ta có điều kiện sau: D ≤ 8.(h – hx) Với D khoảng cách hai cột thu lôi chéo nhau: Trong trường hợp D = 222  182 = 28,43 m Ta có 8.(h – hx) = 8.(18,46-9) = 75,68 m Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 85 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp Vậy D = 8,433 m < 75,68 m (thỏa mãn điều kiện) Độ cao thấp cung tròn: h0  h  a 28, 43  18, 46   14, > hx = 9(m) 7 Vậy tóm lại ta chọn phương pháp cột thu lôi đặt theo hình chữ nhật Chống sét cho đường dây dẫn vào trạm biến áp phân xưởng: Do khoảng cách từ nguồn vào trạm không xa cụ thể đề km nên ta không cần sử dụng DCS (dây chống sét) để bảo vệ cho đường dây Các đường dây khơng dù có bảo vệ chống sét hay khơng thiết bị điện có nối với chúng điều chịu tác dụng song sét truyền từ đường dây đến biên độ điện áp khí lớn điện áp cách điện thiết bị dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hoại thiết bị mạch điện bị cắt Do để bảo vệ thiết bị điện trạm biến áp tránh song điện áp truyền từ đường dây vào thiết bị ta phải dung thiết bị chống sét Các thiết bị chống sét hạ thấp biên độ sóng q điện áp đến trị số an tồn cho cách điện cần bảo vệ Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 86 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau gần bốn tháng nghiên cứu tài liệu giúp đỡ, bảo thầy giáo: “Nguyễn Tiến Dũng” em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án tốt nghiệp em nghiên cứu tìm hiểu tài liệu thư viện nhà trường, mạng internet tài liệu, giáo trình thầy: “Nguyễn Tiến Dũng” tìm giúp Và với hướng dẫn, bảo tận tình thầy khoa em thu số thành định: + Biết cách trình bày kết cấu đồ án tốt nghiệp + Biết tìm tịi, chắt lọc tài liệu phù hợp cho nội dung đồ án tốt nghiệp + Qua đồ án tốt nghiệp em hiểu quy trình việc thiết kế cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng Mặc dù thời gian làm đồ án tốt nghiệp cịn ngắn trình độ kiến thức thân hạn chế nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Văn Trang Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 87 Niên khóa: 2013-2018 Trường Đại học Vinh Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 2001, “Thiết kế cấp điện” [2] Ngô Hồng Quang, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật - Hà Nội, 2002, “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV” [3] NFC 17:102:1995: Protection of structures and of open areas against lightning using early streamer emission air terminals [4] Trần Bách, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 2004, “Lưới điện hệ thống điện” [5] Nguyễn Văn Đạm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 1999, “Mạng lưới điện” [6] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội, 1998, “Lưới điện hệ thống điện” [7] Catalog chọn dây hãng LENS [8] Catalog chọn máy cắt hãng SIEMENS [9] Catalog chọn aptomat EA hãng Hwa Shih [10] Giáo trình “Cad kỹ thuật điện” PGS TS Quyền Huy Ánh, Nhà xuất đại học quốc gia Hồ Chí Minh [11] Các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng TCXDVN 333-2005 Nguyễn Văn Trang – 54K1 – CNKTĐĐT Trang 88 Niên khóa: 2013-2018 ... thống điện giao tập dài thiết kế mạng điện cho xí nghiêp, nhà máy định Bản thân em nhận đề tài đồ án tốt nghiệp: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN NHỰA NĂM CHÂU” với số liệu sản... mà cho phát triển tương lai Hiện nay, xã hội phát triển, nhiều nhà máy xây dựng.Việc quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy công việc thiết yếu vơ quan trọng Để thiết kế hệ thống. .. 48 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO NHÀ MÁY .56 5.1 Thiết kế chiếu sáng cho nhà máy 56 5.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng .58 5.3 Thiết kế chiếu sáng cho phòng làm việc