Theo đà phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các đô thị, khu công nghiệp, các công trình văn hoá thể thao đang phát triển nhanh chóng cả về số lượng và quy mô trên cả nước. Đi cùng với nó thì việc thiết kế chiếu sáng cho các công trình này là một yêu cầu cấp thiết, không chỉ là mối quan tâm của các công ty chiếu sáng, các nhà thiết kế chiếu sáng mà còn là mối quan tâm chung của toàn xã hội. Chiếu sáng các công trình thể thao trong đó có sân bóng đá là một bộ phận của kỹ thuật chiếu sáng. Để đảm bảo khả năng quan sát, di chuyển thì việc nghiên cứu và thiết kế chiếu sáng cho các sân bóng đá là yêu cầu rất cần thiết và quan trọng.
ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 LỜI NĨI ĐẦU Theo đà phát triển nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước, thị, khu cơng nghiệp, cơng trình văn hố thể thao phát triển nhanh chóng số lượng quy mơ nước Đi với việc thiết kế chiếu sáng cho cơng trình yêu cầu cấp thiết, không mối quan tâm công ty chiếu sáng, nhà thiết kế chiếu sáng mà mối quan tâm chung tồn xã hội Chiếu sáng cơng trình thể thao có sân bóng đá phận kỹ thuật chiếu sáng Để đảm bảo khả quan sát, di chuyển việc nghiên cứu thiết kế chiếu sáng cho sân bóng đá yêu cầu cần thiết quan trọng Xuất phát từ yêu cầu với quan tâm thân lĩnh vực chiếu sáng đồng ý môn TBĐ-ĐT, em nhận đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ: “Thiết kế chiếu sáng cung cấp điện cho sân bóng đá ĐHBK Hà Nội” Với hướng dẫn nhiệt tình chu đáo thầy giáo Ngô Xuân Thành với thầy cô môn TBĐ-ĐT, sau tháng em hồn thành đồ án theo tiến độ đề môn thầy hướng dẫn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy Ngô Xuân Thành thầy cô môn TBĐ-ĐT giúp đỡ em nhiều trình hồn thành đồ án Nhưng cịn hạn chế kiến thức thực tế thân Bản đồ án không tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp thầy bạn để em rút kinh nghiệm q trình cơng tác sau Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, Ngày 25 tháng năm 2009 Sinh viên Phạm Minh Tú TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 CHƯƠNG I CƠ SỞ KĨ THUẬT CHIẾU SÁNG VÀ LÍ THUYẾT TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG BẰNG ĐÈN PHA I/ ÁNH SÁNG VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG: 1.1/ Bản chất ánh sáng: Ánh sáng sóng điện từ phát có chuyển mức lượng điện tử nguyên tử nguồn sáng • Xét nguồn xạ điện từ xạ khơng gian sóng điện từ có bước sóng λ = ÷ ∞ phần xạ tạo ánh sáng, hay ánh sáng phổ có dải tần λ = 380 ÷ 780 nm gọi dải thơng mắt người • Trong chân không ánh sáng lan truyền với tốc độ C = δ.λ = 3.108 (m/s) thể hai véctơ cường độ điện trường E véctơ cảm ứng từ B ln vng góc với vng góc với phương truyền sóng • Ta nhìn thấy thành phần cấu tạo tất nguồn sáng cách cho chùm tia sáng qua cạnh lăng kính thuỷ tinh, chiếu ánh sáng trắng ảnh ta thu phổ liên tục chuyển từ màu Hồng ngoại Đỏ Quang phổ ánh sáng Tím Tia cực tím TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 sang màu khác • Con mắt người cảm biến quang sinh học vô tinh tế linh hoạt cảm nhận ánh sáng dải bước sóng từ 380 đến 780 nm Sự cảm nhận ánh sáng người khác ủy ban Chiếu sáng quốc tế CIE đưa giới hạn phổ màu ánh sáng nhìn thấy cho sau: 380 439 498 568 592 637 780 Xanh da trời Xanh lam Tím Vàng Cam Đỏ Cực tím 412 470 515 577 600 673 Hồng ngoại 1.2/ Cơ chế nhìn mắt: Mắt cấu tạo mắt: Mắt quan cảm cảm thụ ánh sáng, có cấu trúc vơ tinh vi Mắt người có dạng hình cầu đường kính khoảng 2,4 cm, nặng khoảng 7g • Võng mạc Thuỷ tinh thể Vùng Vùng ngồi - Thuỷ tinh thể giống thấu kính hội tụ, mềm điều tiết độ dày mỏng để thay đổi tiêu cự hướng tia sáng bên rơi vào võng mạc đáy mắt Sự điều tiết mắt nhằm mục đích làm cho hình TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 ảnh xa, gần rơi võng mạc với độ sáng thích hợp giúp ta nhìn rõ vật - Võng mạc: võng mạc đáy hốc mắt chia làm hai vùng khác nhau: Vùng ngoài: Chứa 120 triệu nơron thần kinh thị giác có chức cảm thụ ánh sáng mức thấp ( thị giác ban đêm) , phân biệt mức độ trắng, đen, sáng, tối Vùng giữa: gồm khoảng triệu tế bào hình nón, dùng để cảm thụ ánh sáng mức cao ( thị giác ban ngày) , dùng để phân biệt màu sắc rõ nét vật Các tế bào hình nón đảm bảo chức nhận biết màu Khơng có ranh giới rõ rệt hai loại tế bào này, chúng hoạt động nhiều hay cịn phụ thuộc vào mức chiếu sáng, miền trung gian thị giác ngày thị giác đêm • Cơ chế nhìn: Sở dĩ ta nhìn thấy vật tiếp nhận ánh sáng khơng gian vật biến thành nguồn sáng thứ cấp mắt cảm thụ tia sáng phát từ nguồn Chúng hội tụ võng mạc nhờ điều tiết thuỷ tinh thể Các tế bào hình nón, hình que đóng vai trị cảm biến thu nhận thông qua hệ thống thần kinh thị giác để chuyển tín hiệu lên vỏ não Chính thần kinh thị giác phận võ não tri giác ánh sáng nhìn 1.3/ Các tính mắt đường cong hiệu quả: • Các tế bào hình nón tập trung võng mạc mắt người nhìn rõ nét màu sắc vật, hình ảnh vật tiêu tụ vào võng mạc, nói chung mắt người quan sát mục tiêu cụ thể khơng nhìn rõ mục tiêu khác thâm nhập vào thị trường • Khả quan sát mắt người: mắt người phân biệt hai điểm lân cận hình ảnh tạo nên cảm giác hai tế bào khác nhau, ứng với sai lệch góc 17.10 −3 độ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 A α B • Mắt người phân biệt ứng sử có độ nhạy khác với ánh sáng có bước sóng khác Với bước sóng đơn sắc khác tiêu cự thuỷ tinh th ng vi chỳng cng khỏc Đ ỏ Vàng Ánh sáng vàng đạt hiệu Xanh da trêi lớn chúng hơịo tụ võng mạc Tia sáng màu xanh da trời hội tụ trước võng mạc chút, tia màu đỏ lại hội tụ sau võng mạc chút • Với mắt người bình thường mắt người tinh nhất, nhìn rõ với ánh sáng đơn sắc λ = 555 (nm) ban ngày λ = 500 (nm) ban đêm Vì người ta định nghĩa hàm tính nhìn V: đặc trưng cho khả nhìn rõ mắt V= V( λ ) 1.0 V(λ): Ban ngµy 0.8 0.6 V'(λ): Ban ® ªm 0.4 0.2 0.0 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 1.4/ Quang thông Φ [lm]: Ánh sáng xạ điện từ mang lượng đặc trưng đại lượng đo lượng Nói chung nguồn xạ phát phổ lượng có bước sóng rộng: W (λ) với λ = ÷ ∞ Phổ gây TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 hiệu ứng nhiệt, hoá, điện từ tổng lượng xạ nguồn giây: ∞ W = ∫ W (λ).dλ Trong phần lượng phổ nhìn thấy là: W= 780 ∫ W(λ).dλ 380 Trong kỹ thuật chiếu sáng, lượng xạ lại gây hiệu cảm nhận ánh sáng khác mắt tuỳ theo bước sóng Xét đến khả cảm thụ ánh sáng người: Φ= 780 ∫ W(λ).V(λ).dλ 380 Quang thông nguồn sáng thơng lượng lượng gây hiệu ánh sáng cho mắt người • Ý nghĩa: - Quang thông đại lượng đặc trưng cho khả nguồn xạ ánh sáng không gian - Quang thông lượng gây ánh sáng với mắt người • Hiệu suất phát quang: Là tỉ số quang thông phát nguồn với công suất nguồn tiêu thụ Φ η = đ [Lm/W] P 1.5/ Cường độ sáng I [cd]: Góc khối Ω: Góc khối Ω góc khơng gian sử dụng kỹ thuật chiếu sáng Nếu từ tâm O cầu bán kính R ta nhìn thấy diện tích S mặt cầu góc nhìn thấy tồn (S) góc khối Ω S Ω = [ Sr] Góc khối steradian S R Ω Giá trị cực đại Ω từ O ta chắn không R TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 gian tức tồn hình cầu: Vì Scầu =4п R2 ⇒ Ωmax = Ωcầu = 4п (Sr) Cường độ sáng I: Các nguồn sáng xạ không không gian Để đặc trưng cho thông lượng ánh sáng phát theo hướng người ta đưa khái niệm cường độ ánh sáng I Ο ∆Ω ∆Φ ∆S Xét nguồn sáng đặt O phát theo góc ∆Ω phía diện tích ∆S ∆Φ dΦ = [cd] ∆Ω→0 ∆Ω dΩ => Cường độ ánh sáng thông lượng ánh sáng phát theo phương CIE đưa định nghĩa candela: candela cường độ ánh sáng theo phương nguồn xạ đơn sắc có bước sóng λ =555 nm cường độ lượng theo phương 1/683(W/Sr) Khi I = lim Tính tốn cường độ sáng: Φđ 4π Φ Nếu đèn cầu mờ có hệ số thấu quang τ : I = τ đ 4π • Nếu nguồn sáng nằm đèn cần phải có đường cong trắc quang • Nguồn sáng đẳng hướng có thơng lượng Φ đ : I = đặc tính quan trọng cho lý lịch đèn Đường cong trắc quang đường cong biểu diễn cường độ phân bố ánh sáng đèn mặt phẳng, trường hợp đèn đối xứng không gian, đèn đặt nguồn sáng tiêu chuẩn có Φ đ = 1000 (lm) Thực tế đèn giao thơng, ngồi trời, đèn pha thường có phân bố ánh sáng khơng đối xứng trường hợp phải cho bảng phân bố TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 ánh sáng theo góc lệch cách 100 mặt phẳng qua trục quang đèn Tính quang thơng nguồn sáng: ∆Φ dΦ = ⇒ Φ = ∫ I(Ω).dΩ ∆Ω→0 ∆Ω dΩ Nếu nguồn sáng đẳng hướng: Φ = 4π.I Từ I = lim 1.6/ Độ rọi E [lux]: Độ rọi trung bình: rọi: Người ta định nghĩa mật độ quang thông Φ rơi bề mặt S độ E= Φ [Lux] S Độ rọi đại lượng dùng đo mức độ chiếu sáng đối tượng, đại lượng quan trọng, tiêu số định mức độ chiếu sáng không gian thiết kế Độ rọi điểm: Xét nguồn sáng đặt O chiếu tới dS cách O khoảng r phương I pháp tuyến dS hợp với góc α Khi diện tích biểu kiến dS dS.cos α dΩ ∆Φ Ο dS n α r Theo định nghĩa góc khối: dΩ = dS cos α r2 Mặt khác ta có: dΦ = I.dΩ ⇒ E = dΦ I.cos α = dS r2 1.7/ Độ chói L [cd/m2]: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Khi ta nhìn vào nguồn sáng vật chiếu sáng, ta có cảm giác bị chói mắt Để đặc trưng cho khả xạ ánh sáng nguồn bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng mắt, người ta đưa định nghĩa độ chói Độ chói trực tiếp nhìn đèn: Khi nhìn vào nguồn sáng, độ chói khơng phụ thuộc vào cường độ I mà tia sáng hướng tới mắt mà cịn phụ thuộc vào cách nhìn, liên quan đến hướng nhìn mà diện tích nhìn thấy nguồn sáng Định nghĩa: độ chói L phương cho trước, diện tích mặt phát dS tỷ số cường độ sáng dI phát dS theo phương diện tích biểu kiến dS: dI [cd/m2] dS cos α Với: α góc hợp ( n , phương nhìn) Sbk = dS.cos α L= Một số Sbk thường gặp: Sbk π.D = = π.R Sbk = D.L Sngang = ab cos α + ac.sin α Sdoc = ab cos β + ac.sin β Độ chói phản ánh chất lượng chiếu sáng độ rọi phản ánh số lượng chiếu sáng Độ chói nhỏ để mắt nhìn thấy 10 -5 cd/m2 bắt đầu gây nên loá mắt 5000 cd/m2 Độ chói quan sát nguồn sáng thứ cấp Định luật Lambert: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Khi bề mặt vật chất chiếu sáng phản xạ lại phần quang thông nhận coi nguồn phát sáng thứ cấp Xét bề mặt chiếu sáng, có nhiều cách ứng sử khác phụ thuộc vào cấu tạo vật chất hình dạng bề mặt mặt phản xạ Khi bề mặt cấu tạo từ hạt mịn, đồng chất, phẳng phản xạ khuếch tán hoàn toàn Đặc điểm bề mặt phản xạ khuếch tán hồn tồn: + Độ chói L bề mặt gây không đổi phương nhìn + Vectơ cường độ sáng I bề mặt gây có độ lớn phân bố theo quy luật cosin toạ độ cực với gốc điểm tới chùm tia tới không gian Tập hợp Vectơ tạo thành mặt cầu có đường kính D=L.S Do Iα = I.cosα = L.S.Cosα Định luật Lambert: Trong trường hợp có phản xạ khuếch tán hồn tồn mặt phẳng có hệ số phản xạ ρ, độ rọi E độ chói bề mặt gây là: ρE = πL Các hệ số phản xạ: ρ = 0,85: màu trắng sáng, thạch cao trắng ρ = 0,7: Các màu sáng, màu trắng nhạt ρ = 0,5: Màu trung tính ρ = 0,3: Các màu rực rỡ, gạch ρ = 0,1: Các màu tối, kính Định luật cho trường hợp xuyên sáng với hệ số thấu quang τ: τE = πL 1.8 / Độ tương phản, tính nhìn độ nhìn rõ: Độ tương phản C: Thực tế thường quan sát vật đó, trường hợp chất lượng quan sát cịn phụ thuộc vào tương quan độ chói đối tượng quan sát mà vật trình bày TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 10 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Từ TBA 22kV trường PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 DCL CC MBA Tđ ph© n phèi BI A A0 A1 V kWh A CM A A1 A3 Tđ ® éng lùc Tđ ®éng lùc A1 A3 A 11 A 12 A 13 M¸y bơm CS khán đài Phòng CN khán đài B Phòng CN khán đài A Tủ động lực A2 A 21 Nhãm cét A A 25 Tñ cét B Tñ cét A A A 22 A 23 A 24 D Nhãm cét D B C Nhãm cét B D Nhóm Đ è n máy Nhóm cét C bay cét A A Nhãm cét D C Nhãm cét B B Nhãm cét C Cá c c ột đè n c hiếu sá ng s©n bã ng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 89 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 III/ Lựa chọn thiết bị điện: • Chọn máy biến áp: Trạm biến áp sân bóng đá dùng máy biến áp, công suất máy chọn phải thoả mãn: SBA ≥ Stt = 304,94 (kVA) Chọn máy biến áp ABB chế tạo có thơng số: ∆Po ∆PN Sđm Uđm Kích thước(mm) Trọng lượng UN% kVA kV Dài-rộng-cao Kg W W 315 22/0,4 720 4850 1380-865-1525 1275 37.Chọn dao cách ly phía cao áp: Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu tạo khoảng hở cách ly phần mang điện không mang điện tạo khoảng cách an tồn phục vụ cho cơng tác kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị điện Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmDLC UđmL = 22(kV) Stt 304,94 = = (A) Dòng điện định mức: IđmDLC Ilvmax = 3.U đm 3.22 Chọn dao cách ly DN24/200 hãng SIEMENS chế tạo có thơng số: Uđm (kV) 24 Iđm (A) 200 INt (kA) INmax (kA) 23 38.Chọn cầu chì cao áp: Cầu chì chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmCC UđmL = 22(kV) Dòng điện định mức: IđmCC Ilvmax = (A) Chọn cầu chì 3GD1 402-4B hãng SIEMENS chế tạo có thơng số: Uđm (kV) Iđm (A) Icắt N (kA) Icắt N (A) 24 10 40 56 Tổn hao cơng suất (W) 22 Dịng điện định mức dây chảy 10 (A) 39.Chọn máy biến dòng điện BI: Dòng điện sơ cấp qua BI: S tt 315 I lv max = = = 454,7(A) 3.U đm 3.0,4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 90 ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Máy biến dịng chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmBI UđmL = 380 (V) Dòng điện định mức: IđmBI Ilvmax = 454,7 (A) Chọn BI hạ áp U 600 (V) loại BD11/1 công ty thiết bị đo điện EMIC chế tạo có thơng số: Loại BD11/1 Dòng sơ cấp (A) 500 Dòng thứ cấp (A) Số vòng dây sơ cấp Dung lượng VA 10 Cấp xác 0,5 40.Chọn đồng hồ đo tủ phân phối: Tất đồng hồ đo công ty thiết bị đo điện EMIC chế tạo chọn Ampe kế loại 5A/380V để đo dòng điện pha chọn Volt kế loại 450V chuyển mạch để đo điện áp pha dây Chọn công tơ pha loại MV3E4R 3x5A có thơng số: Loại Uđm (V) Iđm (A) Imax (A) MV3E4R 3x5A 400 10 Cấp xác 0,5 41.Chọn Aptomat tổng Ao cho tủ phân phối: Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp có chức bảo vệ tải ngắn mạch Toàn aptomat tổng aptomat nhánh chọn dùng aptomat hãng Merlin Gerin chế tạo đặt tủ Dòng điện qua aptomat tổng: S tt 315 I lv max = = = 454,7 (A) 3.U đm 3.0,4 Aptomat chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmAo UđmL = 380 (V) Dòng điện định mức: IđmAo Ilvmax = 454,7 (A) Chọn Aptomat loại NS 630N hãng Merlin Gerin chế tạo có thơng số: Loại NS 630N Uđm (V) 690 Iđm (A) 630 IN (kA) 45 Số cực Tính tốn lựa chọn tương tự cho aptomat lại tủ phân phối tủ động lực ta thu bảng kết sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 91 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Vị trí 1/Tủ phân phối Aptomat tổng Nhánh Nhánh Nhánh 2/Tủ động lực Aptomat tổng Nhánh 11 Nhánh 12 Nhánh 13 3/Tủ động lực Aptomat tổng Nhánh 21 Nhánh 22 Nhánh 23 Nhánh 24 Nhánh 25 4/Tủ động lực Aptomat tổng PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Kí hiệu Ilvmax (A) Loại Uđm (V) Iđm (A) IN (kA) Số cực Ao A1 A2 A3 454,7 93,23 368,8 55,76 NS 630N NG125N NS 400N C60H 690 500 690 440 630 125 400 63 45 25 45 20 3 3 A1 A11 A12 A13 93,23 25,47 3,42 80,79 NG125N C60H-C32 C60H-C4 NS100N 500 440 440 690 125 32 100 25 20 20 25 3 3 A2 A21 A22 A23 A24 A25 368,8 NS 400N 690 76,58 NS100N 690 76,58 NS100N 690 6,79 C60H-C10 440 104,43 NG125N 500 104,43 NG125N 500 400 100 100 10 125 125 45 25 25 20 25 25 3 3 3 A3 55,76 63 20 C60H 440 IV/ Chọn cáp: • Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp thuộc hệ thống cung cấp điện nhà trường tới trạm biến áp sân bóng: Dịng điện phía cao áp: I lv max = (A) Với dòng điện nhỏ ta chọn cáp cao áp có tiết diện tối thiểu 3x35mm cách điện XLPE có đai thép, vỏ PVC hãng FURAKAWA sản xuất có Icp=170(A) 42.Chọn cáp từ trạm biến áp tủ phân phối: Tất cáp phía hạ áp ta chọn loại cáp đồng hạ áp, cách điện PVC hãng LENS chế tạo Cáp chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k I cp ≥ I tt Trong đó: k1: hệ số kể đến mơi trường đặt cáp Tra bảng PL4.21 có k1 = 0,94 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt rãnh Với sợi cáp đặt rãnh có k2 = Với hai sợi cáp đặt cách 100mm có k2 = 0,9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 92 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 I tt 454,7 = = 483,7 (A) k1.k 0,94.1 Chọn cáp đồng hạ áp, cách điện PVC hãng LENS chế tạo loại 3x300+95 có Icp = 565(A) Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ aptomat ta có: I 1,25.I đmA 1,25.630 I cp ≥ kdnA = = = 525 (A) 1,5 1,5 1,5 Vậy tiết diện cáp chọn hợp lý Tủ phân phối đặt cạnh trạm biến áp nên đoạn cáp từ trạm biến áp tủ phân phối chọn L = 2(m) Tổn thất điện áp: ρ.I tt L 22.454,7 2.10 −3 ∆U = = = 0,058 (V) S 300 43.Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2: I 368,8 I cp ≥ tt = = 435,9 ( A) k1.k 0,94.0,9 Trong đó: k1: hệ số kể đến mơi trường đặt cáp Tra bảng có k1 = 0,94 k2: hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt rãnh Với hai sợi cáp từ tủ PP đến tủ ĐL cách 100mm có k2 = 0,9 Chọn cáp đồng hạ áp, cách điện PVC hãng LENS chế tạo loại 3x240+95 có Icp = 501(A) Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ aptomat ta có: I 1,25.I đmA 1,25.400 I cp ≥ kdnA = = = 333,3 (A) 1,5 1,5 1,5 Vậy tiết diện cáp chọn hợp lý Đoạn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực dài L = 37(m) Tổn thất điện áp: ρ.I tt L 22.368,8 37.10 −3 ∆U = = = 1,08 (V) S 240 I cp ≥ Tính tốn lựa chọn tương tự với tuyến cáp lại ta thu bảng sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 93 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Itt (A) L (m) 454,7 93,23 37 368,8 37 TPP - TĐL3 55,76 TĐL1 - Máy bơm 25,47 TĐL1 - CS Khán đài 3,42 TĐL1 - Phòng KĐA 80,79 TĐL2 - nhóm 1cột A,D TĐL2 - Tủ cột D 76,58 Tủ cột D - Đèn cột D 38,29 Tủ cột D - tủ cột A 38,29 Tủ cột A - Đèn cột A 38,29 TĐL2 - nhóm cột B,C TĐL2 - Tủ cột C 76,58 Tủ cột C - Đèn cột C 38,29 Tủ cột C - tủ cột B 38,29 Tủ cột B - Đèn cột B 38,29 TĐL2 - nhóm cột A,D TĐL2 - Tủ cột D 104,43 Tủ cột D - Đèn cột D 52,22 Tủ cột D - tủ cột A 52,22 Tủ cột A - Đèn cột A 52,22 TĐL2- nhóm cột B,C TĐL2 - Tủ cột C 104,43 Tủ cột C - Đèn cột C 52,22 Tủ cột C - tủ cột B 52,22 Tủ cột B - Đèn cột B 52,22 TĐL2 - Đèn máy bay 6,79 TĐL3 - Phòng KĐB 55,76 132 30 50 90 3x35 3x300+9 4G25 3x240+9 4G25 4G2,5 4G1,5 4G16 31 42 112 42 Tuyến cáp Cáp cao áp TBA - TPP TPP - TĐL1 TPP - TĐL2 Loại Icp (A) 170 U (V) U (V) 565 0,058 144 2,63 501 1,08 144 41 31 113 5,61 5,82 2,17 8,66 4G16 4G6 4G16 4G16 113 66 113 113 2,83 5,11 5,11 1,91 114 42 112 42 4G35 4G10 4G25 4G25 174 87 144 144 4,75 3,06 3,27 1,23 31 42 112 42 4G25 4G6 4G25 4G25 144 66 144 144 2,48 6,96 4,46 1,67 114 42 112 42 185 90 4G50 4G10 4G35 4G35 2x4 4G25 206 87 174 174 63 144 4,54 4,18 3,18 1,19 6,9 3,82 8,51 4,86 11,35 9,08 10,99 8,95 10,39 10,58 9,75 9,86 10,05 8,04 9,5 Từ bảng ta thấy tổn thất điện áp từ nguồn tới cuối đường dây tuyến cáp nhỏ giá trị cho phép 3%Uđm = 3%.400 = 12 (V) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 94 ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 V/ Chọn cái: • Chọn cho tủ phân phối: Điều kiện chọn: k1.k I cp ≥ I lv max Trong đó: k1=0,95: với đặt nằm ngang k2 = 0,94: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường I 454,7 ⇒ I cp ≥ lv max = = 509,2 (A) k1.k 0,95.0,94 Chọn đồng có thơng số sau: Kích thước (mm) 40x4 Tiết diện Khối lượng Dòng điện cho (mm2) (kg/m) phép (A) 160 1,424 625 44.Chọn cho tủ động lực 1: I lv max 93,23 = = 104,4 (A) k1.k 0,95.0,94 Chọn đồng có thơng số sau: I cp ≥ Kích thước (mm) 25x3 Tiết diện Khối lượng Dòng điện cho (mm2) (kg/m) phép (A) 75 0,668 340 45.Chọn cho tủ động lực 2: I lv max 368,8 = = 413 (A) k1.k 0,95.0,94 Chọn đồng có thơng số sau: I cp ≥ Kích thước (mm) 30x4 Tiết diện Khối lượng Dòng điện cho (mm2) (kg/m) phép (A) 120 1,066 475 46.Chọn cho tủ động lực 3: I 55,76 I cp ≥ lv max = = 62,44 (A) k1.k 0,95.0,94 Chọn đồng có thơng số sau: Kích thước Tiết diện Khối lượng Dòng điện cho TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 95 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 (mm2) 75 (mm) 25x3 (kg/m) 0,668 phép (A) 340 VI/ Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị điện: Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay thế: N3 TG1 TG0 N1 315 kVA 3x35 DCL CC N2 A 11 4G25 L1 A1 A 12 A1 A 13 N4 A0 A 21 A 22 3x240+95 L2 A2 A 23 A2 A 24 TG2 N1 Zht • ZC0 ZDCL ZBA A 25 N2 ZA0 ZTG0 N3 ZA1 ZC1 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC2 ZA2 ZTG2 N4 Ngắn mạch điểm N1: Ta chọn dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực SN = 300 MVA Điện trở điện kháng hệ thống điện: ( 1,05.U n ) ( 1,05.22000) R ht = 0,1 = 0,1 = 0,161(Ω) SN 300.10 X ht ( 1,05.U n ) ( 1,05.22000) = 0,995 = 0,995 = 1,61(Ω) SN 300.10 Điện trở điện kháng đường dây cao áp loại 3x35 có chiều dài 300m L 18,51.300 R C0 = ρ = = 52,89 (mΩ) S 35.3 X C = 0,09.L = 0,09.300 = 27 (mΩ) Điện trở tiếp xúc dao cách ly: R DCL = 0,4 (mΩ) Tổng điện trở điểm ngắn mạch N1: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 96 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 R Σ1 = R ht + R C0 + R DCL = 161 + 52,89 + 0,4 = 214,3 (mΩ) Tổng điện kháng điểm ngắn mạch N1: X Σ1 = X ht + X C = 1610 + 27 = 1637 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N1: U đm 22.10 I N1 = = = 7,69 (kA) 2 2 R Σ1 + X Σ1 214,3 + 1637 Dịng điện xung kích: I xk1 = 2.1,8.I N1 = 2.1,8.7,69 = 19,58 (kA) • Kiểm tra dao cách ly: Dịng điện ngắn mạch xung kích cho phép: I đm.đ = 23 ( kA) ≥ I xk1 = 7,69 (kA) Dòng điện ổn định nhiệt thời gian ổn định nhiệt tđm.nh = 5s: t qđ 0,3 I đm.nh = (kA) ≥ I ∞ = 7,69 = 1,88 (kA) t đm.nh => Dao cách ly chọn đảm bảo khả ổn định động ổn định nhiệt Kiểm tra cầu chì cao áp: Dịng điện cắt định mức: Icắt N = 40 ( kA) ≥ I' ' = 7,69 (kA) => Cầu chì chọn thỏa mãn • 47.Ngắn mạch điểm N2: Điện trở điện kháng máy biến áp: ∆PN ⋅ U đm 4,85.0,4 RB = = 103 = 7,82( mΩ ) 2 Sđm 315 U N % ⋅ U đm 0,04 ⋅ 0,4 XB = = ⋅ 10 = 20,31( mΩ ) Sđm 315 Điện trở điện kháng cuộn dây dòng điện aptomat Ao tra bảng PL3.12 R RIA = 0,12 (mΩ) X RIA = 0,094 ( mΩ) Điện trở tiếp xúc aptomat Ao tra bảng PL3.13 R TXA = 0,25 (mΩ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 97 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Điện trở điện kháng tủ phân phối TG o có kích thước 40x4, tra PL4.11 sách KTCS với chiều dài l = (m), khoảng cách trung bình hình học D= 200 (mm) có: r0 = 0,125 (mΩ / m) ⇒ R TG = r0 l = 0,125.2 = 0,25 (mΩ) x = 0,189 (mΩ / m) ⇒ X TG = x l = 0,189.2 = 0,378 ( mΩ) Tổng điện trở điểm ngắn mạch N2: R Σ = R B + R TXA + R RIA + R TG = 7,82 + 0,25 + 0,12 + 0,25 = 8,44 ( mΩ) Tổng điện kháng điểm ngắn mạch N2: X Σ = X B + X RIA + X TG = 20,31 + 0,094 + 0,378 = 20,782 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N2: U đm 400 I N2 = = = 10,3 ( kA) 2 2 R Σ + X Σ 8,44 + 20,782 Dịng điện xung kích: I xk = 2.1,3.I N = 2.1,3.10,3 = 18,94 (kA) • Kiểm tra khả cắt dòng điện ngắn mạch aptomat tủ phân phối: Aptomat A0 loại NS 630N có IN = 45(kA) > IN2 = 10,3 (kA) => thỏa mãn Aptomat A1 loại NS 400N có IN = 45(kA) > IN2 = 10,3 (kA) => thỏa mãn Aptomat A2 loại NG 125N có IN = 25(kA) > IN2 = 10,3 (kA) => thỏa mãn Aptomat A3 loại C60H có IN = 20(kA) > IN2 = 10,3 (kA) => thỏa mãn • Kiểm tra khả ổn định động ổn định nhiệt TG0: Lực tính tốn tác dụng dòng ngắn mạch: l 60 Ftt = 1,76.10 −2 .I xk = 1,76.10 −2 .18,94 = 0,667 (kG ) a 30 Với: l = 60 (cm): Khoảng cách sứ pha A = 30 (cm): Khoảng cách pha Mơmen uốn tính tốn: F l 0,667.60 M = tt = = 4,002 (kGm) 10 10 Mômen chống uốn dẫn: b.h 0,4.4 W= = = 1,067 ( kGm) 6 Ứng suất tính tốn dẫn: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 98 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP σ tt = PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 M 4,002 = = 3,75 (kG / cm ) ≤ σ cp = 140 ( kG / cm ) W 1,067 => Thanh chọn đảm bảo khả ổn định động Tiết diện cái: F = 160( mm ) ≥ α.I ∞ t qđ = 6.10,3 0,3 = 33,85 ( mm ) => Thanh chọn đảm bảo khả ổn định nhiệt 48 Ngắn mạch điểm N3: Điện trở điện kháng cuộn dây dòng điện aptomat A1 tra bảng PL3.12 R RIA1 = 0,95 ( mΩ) X RIA1 = 0,67 ( mΩ) Điện trở tiếp xúc aptomat A1 tra bảng PL3.13 R TXA1 = 0,69 (mΩ) Điện trở điện kháng đường dây cáp L1 từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: đường cáp L1 chọn loại 4G25 có chiều dài 37m L 18,51.37 R C1 = ρ = = 9,13 ( mΩ) S 25.3 X C1 = 0,09.L = 0,09.37 = 3,33 (mΩ) Điện trở điện kháng tủ động lực TG có kích thước 25x3, tra PL4.11 sách KTCS với chiều dài l=2 (m), khoảng cách trung bình hình học D = 200 (mm) có: r0 = 0,268 (mΩ / m) ⇒ R TG1 = r0 l = 0,268.2 = 0,536 ( mΩ) x = 0,295 (mΩ / m) ⇒ X TG1 = x l = 0,295.2 = 0,59( mΩ) Tổng điện trở điểm ngắn mạch N3: R Σ = R B + R TXA + R RIA + R TG + 2.R TXA1 + 2.R RIA1 + R C1 + R TG1 = 7,82 + 0,25 + 0,12 + 0,25 + 2.0,69 + 2.0,95 + 9,13 + 0,536 = 21,39 (mΩ) Tổng điện kháng điểm ngắn mạch N3: X Σ = X B + X RIA + X TG + 2.X RIA1 + X C1 + X TG1 = 20,31 + 0,094 + 0,378 + 2.0,67 + 3,33 + 0,59 = 26,042 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N3: U đm 400 I N3 = = = 6,85 (kA) 2 2 R Σ + X Σ3 21,39 + 26,042 Dòng điện xung kích: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 99 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 I xk = 2.1,3.I N = 2.1,3.6,85 = 12,59( kA) • Kiểm tra khả cắt dòng điện ngắn mạch aptomat tủ động lực 1: Aptomat A11 loại C60H-C32 có IN = 20(kA) > IN3 = 6,85 (kA) => thỏa mãn Aptomat A12 loại C60H-C4 có IN = 20(kA) > IN3 = 6,85 (kA) => thỏa mãn Aptomat A13 loại NS 100N có IN = 25(kA) > IN3 = 6,85 (kA) => thỏa mãn • Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch cáp L1: F ≥ α.I ∞ t qđ Với: = 6: hệ số nhiệt độ đồng I ∞ = I N : dòng điện ngắn mạch ổn định Tqđ =0,3(s): thời gian quy đổi, lấy thời gian tồn ngắn mạch F = 25 (mm ) ≥ α.I ∞ t qđ = 6.6,85 0,3 = 22,51(mm ) Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt • Kiểm tra khả ổn định động ổn định nhiệt TG1: Tính tốn tương tự ta có: M 2,66 σ cp = 140 ( kG / cm ) ≥ σ tt = = = 8,5 ( kG / cm ) W 0,313 F = 75( mm ) ≥ α.I ∞ t qđ = 6.6,85 0,3 = 22,51( mm ) => Thanh chọn đảm bảo khả ổn định động ổn định nhiệt 49.Ngắn mạch điểm N4: Điện trở điện kháng cuộn dây dòng điện aptomat A2 tra bảng PL3.12 R RIA = 0,15 ( mΩ) X RIA = 0,1(mΩ) Điện trở tiếp xúc aptomat A2 tra bảng PL3.13 R TXA = 0,25 (mΩ) Điện trở điện kháng đường dây cáp L2 từ tủ phân phối đến tủ động lực 2: đường cáp L2 chọn loại 3x240+95 có chiều dài 37m L 18,51.37 R C1 = ρ = = 0,95 (mΩ) S 240.3 X C1 = 0,09.L = 0,09.37 = 3,33 (mΩ) Điện trở điện kháng tủ động lực TG có kích thước 30x4, tra PL4.11 sách KTCS với chiều dài l=2 (m), khoảng cách trung bình hình học D= 200 (mm) có: r0 = 0,167 (mΩ / m) ⇒ R TG = r0 l = 0,167.2 = 0,334 (mΩ) x = 0,206 (mΩ / m) ⇒ X TG = x l = 0,206 = 0,412(mΩ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 100 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Tổng điện trở điểm ngắn mạch N4: R Σ = R B + R TXA + R RIA + R TG + 2.R TXA + 2.R RIA + R C + R TG = 7,82 + 0,25 + 0,12 + 0,25 + 2.0,25 + 2.0,15 + 0,95 + 0,334 = 10,524 (mΩ) Tổng điện kháng điểm ngắn mạch N4: X Σ = X B + X RIA + X TG + 2.X RIA + X C + X TG = 20,31 + 0,094 + 0,389 + 2.0,1 + 3,33 + 0,412 = 24,735 ( mΩ) Dòng điện ngắn mạch điểm N4: U đm 400 I N4 = = = 8,59 (kA) R Σ2 + X Σ2 10,524 + 24,7352 Dịng điện xung kích: I xk = 2.1,3.I N = 2.1,3.8,59 = 15,79 ( kA) • Kiểm tra khả cắt dòng điện ngắn mạch aptomat tủ động lực 2: Aptomat A21 loại NS 100N có IN = 25(kA) > IN4 = 8,59 (kA) => thỏa mãn Aptomat A22 loại NS 100N có IN = 25(kA) > IN4 = 8,59 (kA) => thỏa mãn Aptomat A23 loại C60H-C10 có IN = 25(kA) > IN4 = 8,59 (kA) => thỏa mãn Aptomat A24 loại NG 125N có IN = 25(kA) > IN4 = 8,59 (kA) => thỏa mãn Aptomat A25 loại NG 125N có IN = 20(kA) > IN4 = 8,59 (kA) => thỏa mãn • Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch cáp L2: F ≥ α.I ∞ t qđ Với: = 6: hệ số nhiệt độ đồng I ∞ = I N : dòng điện ngắn mạch ổn định Tqđ =0,3(s): thời gian quy đổi, lấy thời gian tồn ngắn mạch F = 240 ( mm ) ≥ α.I ∞ t qđ = 6.8,59 0,3 = 28,23 (mm ) Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt • Kiểm tra khả ổn định động ổn định nhiệt TG2: Tính tốn tương tự ta có: M 3,33 σ cp = 140 ( kG / cm ) ≥ σ tt = = = 5,55 (kG / cm ) W 0,6 F = 120( mm ) ≥ α.I ∞ t qđ = 6.8,59 0,3 = 28,23 (mm ) => Thanh chọn đảm bảo khả ổn định động ổn định nhiệt TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 101 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Từ TBA 22kV trường 3x35 DN24/200 N1 3GD1 402-4B 3x300+95 315kVA 22/0,4V Tđ ph© n phèi BD11/1 V kWh N2 A NS630N NS400N C60H 4G16 4G1,5 CS khán đài Phòng CN khán đài B Phòng CN khán ®µi A Tđ ®éng lùc N4 Nhãm cét A Nhãm cét D Nhãm cét C 4G50 4G25 Nhãm cét A A C 4G35 Nhãm cét D Nhãm cét B B 4G35 4G25 D 4G6 Đ è n máy bay NG125N 4G10 C 4G16 4G25 Nhãm cét B C60H-C10 NG125N 4G10 B NS100N 4G35 Tñ cét B 4G25 D 4G6 4G16 A 4G16 NS100N NS400N 4G25 4G2,5 Máy bơm NS100N 4G25 C60H-C4 4G16 Tđ ®éng lùc NG125N C60H-C32 Tđ cét A C60H 4G25 4G25 Tđ ®éng lùc N3 CM A 3x240+95 NG125N A Nhãm cét C C¸ c c é t đè n c h iếu sá ng sân bó ng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 102 Cét D Cét A Lí p häc thĨthao Líp häc thĨthao Phßng kü thuËt WC Nam Phßng y tÕ Phßng y tế WC Nữ WC Nữ Phòng làmviệc môn giáo dục thểchất Phòng thay đồ Phòng tắm Phòng tiếp khách Phòng VĐV Sơđồ đidây sân bóng đá ĐHBK NàNội WC Nam kỹPhòng thuật WC Nam Trọng tài Sảnh VĐV WC Nữ Ban tổchức giải Phòng VĐV Phòng thay đồ Phòng trực Phòngvé bán Phòng tắm Phòng y tế WCNữ WCNữ Phßng y tÕ Phßng kü thuËt WC Nam WC Nam Phßng kü tht Lí p häc thĨthao Líp häc thĨthao Cét C Cét B ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 103 ... cho hệ thống chiếu sáng sân bóng đá trường đại học bách khoa nhiệm vụ thiết kế, em thiết kế hệ thống chiếu sáng sân đạt trung bình 500 lux, đảm bảo hoạt động cho hai chế độ Bố trí đèn chiếu sáng: ... so sánh chất lượng màu sắc nguồn sáng với ánh sáng tự nhiên ban ngày người ta đưa khái niệm nhiệt độ màu, mơ tả màu nguồn sáng cách so sánh ánh sáng với ánh sáng xạ vật đen tuyệt đối nung sáng. .. y' 3.2/ Thiết kế chiếu sáng sân bóng đá: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 20 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP PHẠM MINH TÚ-TBĐ-ĐT2-K49 Nguyên tắc chung: Việc tiến hành thiết kế hệ thống chiếu sáng cho sân vân