THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO

Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại máy kéo để cung cấp cho các nghành kinh tế trong nước và suất khẩu, Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà máy là một hộ tiêu thụ lớn. Do tầm quan trọng của nhà máy nên có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, vì vậy cần phải bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn. Theo bài toán thì nhà máy được cung cấp từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10 km, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của Trạm là SN = 35kW Nhà máy làm việc theo chế độ hai ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4500 h, Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xưởng sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III, các phân xưởng khác đều thuộc loại II, Mặt bằng bố trí các phân xưởng và nhà của các phân xưởng được bố trí như trên hình 1.1.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Nhà máy chế tạo máy kéo xây dựng diện tích tương đối lớn bao gồm 10 phân xưởng nhà làm việc: Bảng 1.1 - Danh sách phân xưởng nhà làm việc nhà máy Số Công suất đặt mặt Tên phân xưởng S(kW) Ban quản lý phòng thiết kế 80 Phân xưởng khí số 3600 Phân xưởng khí số 3200 Phân xưởng kim loại mầu 1800 Phân xưởng kim loại đen 2500 Phân xưởng sửa chữa khí Theo tính tốn Phân xưởng rèn 2100 Phân xưởng nhiệt luyện 3500 Bộ phận nén khí 1700 10 Kho vật liệu 60 11 Chiếu sáng cho phân xưởng Theo tính tốn Pđ (kW) Diện tích (m2) 64 2160 1920 1440 2000 1857 2750 3575 3500 6450 1700 3825 4675 2700 3600 1260 2975 1360 48 Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo loại máy kéo để cung cấp cho nghành kinh tế nước suất khẩu, Đứng mặt tiêu thụ điện nhà máy hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trọng nhà máy nên xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần phải bảo đảm cung cấp điện liên tục an toàn Theo tốn nhà máy cung cấp từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10 km, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp Trạm SN = 35kW Nhà máy làm việc theo chế độ hai ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4500 h, Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xưởng sửa chữa khí Kho vật liệu hộ tiêu thụ loại III, phân xưởng khác thuộc loại II, Mặt bố trí phân xưởng nhà phân xưởng bố trớ nh trờn hỡnh 1.1 nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Hình 1.1 - Mặt nhà máy sản xuất máy kéo CHNG II nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội N MễN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN BỘ NHÀ MÁY § 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải tính tốn phụ tải tính tốn lâu dài khơng đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện, Nói cách khác, phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra, cần chọn thiết bị tính tốn theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính tốn sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ…tính tốn tổn thất công suất, tổn thất điện nun, tổn thất điện áp; lựa chọn công suất bù phản kháng…Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cơng suất, số lượng, chế độ làm việc thiết bị, trình độ phương pháp vận hành hệ thống…Nếu phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khả dẫn đến cố cháy nổ…Ngược lại thiết bị lựa chọn dưa thừa công suất dẫn đến ứa đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất…Do việc tính tốn phụ tải cần phải thoả mãn số điều kiện cụ thể đó, Những phương pháp cho kết đủ tin cậy lại q phức tạp, khối lượng tính tốn thơng số ban đầu địi hỏi q lớn ngược lại, Có thể đưa số phương pháp thường sử dụng để xác định phụ tải tính tốn quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện: Hiện có nhiều phương pháp để tính tốn phụ tải tính tốn Những phương pháp đơn giản, tính tốn thuận tiện, thường kết khơng thật xác, Ngược lại, độ xác nâng cao phương pháp tính phức tạp, Vì tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể để chọn phương pháp tính cho hợp lý Sau trình bày số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thường dùng Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt (P đ) hệ số nhu cầu (Knc) Ptt=Knc.Pđ Pđ ≈ Pđm/η thường lấy Pđ ≈ Pđm Qtt = Ptt.tgϕ Stt = Ptt + Qtt2 nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội N MễN HC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Knc : Là hệ số cần dùng cơng suất nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống hệ số cosϕ nhau, Hệ số tra sổ tay kỹ thuật, Nếu khơng tra lấy Knc ≈ Ksd Thơng thường lấy Knc = ( 1,1÷ 1,2)Ksd Khi nhóm có nhiều thiết bị có cosϕ khác n cosϕtb= ∑P dmi i =1 cos ϕ dmi n ∑P i −1 dmi Nếu có nhiều thiết bị có chế độ làm việc khác (K nc khác nhau) ta có n Knctb = ∑P dmi i −1 k nci n ∑P i =1 dmi Phụ tải tính tốn nút hệ thống cung cấp điện tính tốn theo cơng thức : n n i =1 i =1 Sttxn= Kđt, (∑ Ptti ) + (∑ Qtti ) Kđt hệ số đồng thời đạt cực đại hệ thống, Thường Kđt = 0,8÷ Ptti, Qtti phụ tải tính tốn tác dụng phụ tải tính tốn phản kháng thứ i nhóm m phụ tải, Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng đồ phụ tải cơng suất trung bình: Ptt = Khd.Ptb Trong đó: Khd hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật, Ptb cơng suất trung bình thit b hoc ca nhúm thit b [kW] nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hµ néi ĐỒ ÁN MƠN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO t Ptb = ∫ P( t ) dt t = A t Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ptt = Ptb ± βσ Trong đó: Ptb cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị σ độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình, β hệ số tán xạ σ Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm: Ptt = a0 M Tmax Trong : a0 suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm [kWh/đvsp], M số sản phẩm sản xuất năm, Tmax thời gian sửa dụng công suất lớn [h] Theo cơng suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Ptt = p0.F p0 suất phụ tải tính tốn đơn vị diện tích [ Kw/m2], F diện tích sản xuất, Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình hệ số cực đại: Ptt = KmaxKsdPtb Trong đó: Ptb cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị [kW] nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội N MễN HC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Kmax hệ số cực đại , tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ Kmax = f(nhq,Ksd), Ksd hệ số sử dụng tra sổ tay kỹ thuật nnhq số thiết bị dùng điện có hiệu §2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng Sửa chữa khí phân xưởng số sơ đồ mặt nhà máy, Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị 1700 m 2, Trong phân xưởng có 69 thiết bị, cơng suất thiết bị khác nhau, Phần lớn thiết bị làm việc chế độ dài hạn, Những đặc điểm cần quan tâm phân nhóm phụ tải , xác định phụ tải tính tốn lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng 2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình Ptb hệ số cực đại kmax ( gọi phương pháp số thiết bị dùng điện có hiệu nhq ) Theo phương pháp phụ tải tính tốn xác định theo biểu thức: n Ptt = k max k sd ∑ Pdmi i =1 Trong đó: Pđmi - Cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm n - Số thiết bị nhóm ksd - Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật kmax - Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq,ksd) nhq - số thiết bị dùng điện có hiệu quả, Số thiết bị dùng điện có hiệu n hq số thiết bị có cơng suất chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt ( mức độ huỷ hoại cách điện ) phụ tải thực tế ( có cơng suất chế độ làm việc khác ) gây trình làm việc, nhq xỏc nh bng biu thc nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO n hq  n  =  ∑ Pdmi   i =1  n ∑(P ) i =1 dmi Trong đó: Pđmi cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm, n số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo biểu thức phiền phức nên xác định nhq theo phương pháp gần với sai số tính tốn nằm khoảng ≤ ± 10% P dm ≤ ksd≥ 0,4 nhq = n a Trường hợp m = P dm Chú ý nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% tổng công suất nhóm thì: nhq = n - n1, Trong đó: Pđmmax cơng suất định mức thiết bị có cơng suất lớn nhóm Pđmmin cơng suất định mức thiết bị có cơng suất nhỏ nhóm, Pdm max b Trường hợp m = P >3 ksd ≥ 0,2 nhq xác định dm theo biểu thức: n n hq = 2.∑ Pdmi i =1 Pdm max ≤n c Khi không áp dụng trường hợp trên, việc xác định n hq tính hành theo trình tự sau: Trước tiên tính n* = Trong đó: n1 n p* = P1 P n - số thiết bị nhóm n - số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ nửa tổng cơng suất thiết bị có cơng suất lớn nhất, P P1 - tổng công suất n n1 thiết bị, Sau tính tốn n* p* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm n hq* = f( n*, p*) từ tớnh nhq theo cụng thc: nhq = nhq*,n nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hµ néi ĐỒ ÁN MƠN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Khi xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp số thiết bị dùng điện có hiệu nhq số trường hợp cụ thể dùng cơng thức gần sau: • Nếu n ≤ hhq < phụ tải tính tốn tính tốn theo cơng thức: n Ptt = ∑ Pdmi i =1 • Nếu n > nhq < phụ tải tính tốn tính tốn theo cơng thức: n Ptt = ∑ k ti Pdmi i =1 Trong đó: kti hệ số phụ tải thiết bị thứ i, Nếu khơng có số liệu xác, hệ số phụ tải lấy gần sau: kti = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn, kti = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, • Nếu n > 300 ksd ≥ 0,5 phụ tải tính tốn xác định theo cơng thức: N Ptt = 1,05.k sd ∑ Pdmi i =1 • Đối với thiết bị có đồ thị phẳng ( máy bơn, quạt khí nén ,,,) phụ tải tính tốn lấy phụ tải trung bình: n Ptt = Ptb = k sd ∑ Pdmi i =1 • Nếu mạng có thiết bị pha cần phải phân phối thiết bị cho ba pha mạng, trước xác định n hq phải quy đổi công suất phụ tải pha phụ tải pha tương đương: Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha: Pđm = 3,Ppha max Nếu thiết bị pha đấu vào với điện áp dõy:Pm = ,Ppha max nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO • Nếu nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại phải quy đổi chế độ dài hạn trước xác định nhq theo công thức: Pqd = ε dm Pđm Trong εđm hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho lý lịch máy 2.2.2 Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb kmax: Phân nhóm phụ tải: Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính tốn xác cần phải phân nhóm thiết bị điện, Việc phân nhóm thiết bị cần tuân theo quy tắc sau: • Các thiết bị nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất điện đường dây hạ áp phân xưởng, • Chế độ làm việc nhóm nên giống để xác định phụ tải tính tốn xác thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm, • Tổng cơng suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng tồn nhà máy, Số thiết bị nhóm khơng nên nhiều số đầu tủ động lực thường ≤ (8÷ 12), Tuy nhiên thường khó thoả mã tất nguyên tắc lúc người thiết kế cần lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý nhất, Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện nêu vào vị trí cơng suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng chia thiết bị phân xưởng Sửa chữa khí làm nhóm, Kết phân nhóm phụ tải trình bày bảng 2.1 Bảng 2.1 – Bảng chia nhóm thiết bị TT Tên thiết bị Số Ký hiệu lượng mặt nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội Pm (kW) Im(A) mỏy Ton ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO NHÓM I 7.00 Máy ca kiểu đai Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn Máy phay Máy phay vạn 10 Máy tiện ren 11 Máy tiện ren Cộng nhóm I NHĨM II 1 1 1 1 12 10 11 12 13 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 4.5 8.1 10 46.95 1.3 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 4.5 8.1 10 47.6 1.52 1.98 4.25 4.25 6.84 4.25 4.25 6.84 10.64 12.31 15.19 5 1 1 1 1 14 15 16 17 18 27 30 26 22 14 4.5 10 20 0.85 2.8 2.5 0.85 56.5 14 4.5 10 20 0.85 2.8 2.5 0.85 56.5 21.27 6.84 15.19 30.39 1.29 1.52 4.25 3.80 1.29 Cầu trục Máy nén cắt liên hợp Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nớc nóng Máy cuộn dây Máy cuộn dây 10 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 11 Máy mài thơ 12 Bàn thử thiết bị điện Cộng nhóm III NHĨM IV 1 1 1 1 1 1 12 19 31 33 34 38 41 42 46 47 48 52 53 24.2 1.7 2.8 1.5 0.85 3 1.2 2.5 51.75 24.2 1.7 2.8 1.5 0.85 3 1.2 2.5 51.75 36.77 2.58 4.25 2.28 1.29 4.56 4.56 1.82 1.52 4.56 3.80 10.64 Tủ sấy 49 3 4.56 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy cạo Máy mài thô Bể dầu có tăng nhiệt Máy khoan bàn Cộng nhóm II NHểM III nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 10 N MễN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 15A + Kiểm tra điều kiện: 0,7 31 = 21,7 > 6,84 (A) + Kết hợp với Idc = 15A Có: I cp' > 15 = 5( A) - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy phay vạn 7kw Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 30A + Kiểm tra điều kiện: 0,7 31 = 21,7 > 10,64 (A) + Kết hợp với Idc = 30A Có: I cp' > 30 = 10( A) - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 8,1kw Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 30A + Kiểm tra điều kiện: 0,7 31 = 21,7 > 12,31 (A) + Kết hợp với Idc = 30A Có: I cp' > 30 = 10( A) - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 10kw Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 40A + Kiểm tra điều kiện: 0,7 31 = 21,7 > 15,19 (A) + Kết hợp với Idc = 40A Có: I cp' > 15 = 13,33( A) - Dây từ ĐL1 đến động khác có cơng suất bé 4,85 kw, tất chọn cáp 4G1,5 Các nhóm khác chọn tương tự, kết ghi bảng sau: Phụ tải Tên máy Pđm, kw Iđm, A Cầu chì Dây dẫn Mã hiệu Idc, A Mó hiu nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội Fc, mm2 Icp, A 74 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Nhóm I HΠH-40 4G1,5 1,5 31 HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 6.84 HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 2.8 4.25 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Máy mài tròn vạn 2.8 4.25 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Máy phay 4.5 6.84 HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 10.64 HΠH-40 30 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 8.1 12.31 HΠH-40 30 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 10 15.19 HΠH-40 30 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 14 21.27 50 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 4.5 6.84 15 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 10 40 4G1,5 1,5 31 Máy tiện ren 20 15.19 HΠH-40 ΠH-230.39 100 1.29 HΠH-40 75 4G6 54 4G1,5 1,5 31 Máy cưa kiểu đai 1.52 Khoan bàn 1.3 1.98 Máy mài thô 2.8 4.25 Máy khoan đứng 2.8 4.25 Máy bào ngang 4.5 Máy xọc Máy phay vạn Nhóm II Máy khoan đứng 0.85 ΠH-2100 HΠH-40 1.52 HΠH-40 4G1,5 1,5 31 Máy mài thô 2.8 4.25 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Bể dầu có tăng nhiệt 2.5 3.80 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Máy khoan bàn 0.85 ΠH-2100 75 4G6 54 HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 Máy cạo Nhóm III Cầu trục 24.2 36.77 Máy nén cắt liên hợp 1.7 2.58 Máy mài phá 2.8 4.25 Quạt lò rèn 1.5 2.28 nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 75 N MễN HC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Máy khoan đứng 0.85 1.29 Bể ngâm dung dịch kiềm 4.56 Bể ngâm nước nóng 4.56 Máy cuộn dây 1.2 1.82 Máy cuộn dây 1.52 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 HΠH-40 4G1,5 1,5 31 4.56 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 2.5 3.80 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 10.64 HΠH-40 30 4G1,5 1,5 31 4.56 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Máy khoan bàn 0.65 0.99 Bể khử dầu mỡ 4.56 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Lị điện để luyện khn 7.60 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Lị luyện để nấu chảy babít 10 15.19 HΠH-40 40 4G1,5 1,5 31 Lò điện để mạ thiếc 3.5 5.32 HΠH-40 15 4G1,5 1,5 31 Quạt lò đúc đồng 1.5 2.28 HΠH-40 7.5 4G1,5 1,5 31 Máy khoan bàn 0.65 0.99 Máy uốn mỏng 1.02 1.55 Máy mài phá 2.8 4.25 HΠH-40 10 4G1,5 1,5 31 Máy hàn điểm 25 37.98 ΠH-2-100 100 4G6 54 Chỉnh lưu sê-lê-nium 0.6 0.91 4G1,5 1,5 31 Máy mài thơ Bàn thử thiết bị điện Nhóm IV Tủ sấy HΠH-40 CHƯƠNG VI THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ NGUYÊN TC V TIấU CHUN CHIU SNG nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 76 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO 1.1.Yêu cầu chiếu sáng Trong công nghiệp công tác đời sống, ánh sáng nhân tạo cần thiết, thay bổ sung cho ánh sáng thiên nhiên Việc chiếu sáng ảnh hưởng trự tiếp đến suất lao động sức khoẻ người lao động công tác sinh hoạt Vì chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu định, yêu cầu xem tiêu chuẩn chất lượng ánh sáng, nguyên tắc để định tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng - Đảm bảo độ chiếu sáng đủ ổn định + Nguyên nhân làm ánh sáng dao động dao động điện áp, tiêu chuẩn quy định điện áp dao động với ∆UCf = ± 2,5% Uđm Trong xí nghiệp nguyên nhân gây dao động chế độ làm việc không máy công cụ + Một nguyên nhân khác làm ánh sáng dao động rung động học đèn điện đèn phải giữ cố định - Quang thơng phân bố tồn mặt chiếu sáng (mặt cơng tác) + Khơng có miền cố độ chênh lệch lớn độ sáng, khơng có bóng tối q, đặc biệt bóng tối di động Sự chênh lệch độ chiếu sáng làm mắt ln phải điều tiết để thích nghi chóng mỏi mệt, bóng tối di động dễ gây tai nạn lao động - Khơng có ánh sáng chói vùng nhìn mắt, làm mắt chóng mỏi khó điều tiết, ánh sáng chói gây hiệu ứng Pukin mù Nguyên nhân ánh sáng chói là: nguồn sáng có dây tóc lớn lộ ngồi, có vật phản xạ mạnh Nguồn sáng chớp cháy, để hạn chế ánh sáng chói dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ 1.2 Tiêu chuẩn chiu sỏng nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 77 N MễN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho nơi, loại công tác khác Tiêu chuẩn xây dựng sở cân nhắc kinh tế, kỹ thuật nhằm bảo đảm vừa đủ yêu cầu nêu, độ chiếu sáng tối thiểu quy định vào yêu cầu sau: - Kích thước vật nhìn làm việc khoảng cách tới mắt, hai yếu tố thể thông qua hệ số K : K≡ a/b a : kích thước vật nhìn b : khoảng cách từ vật nhìn tới mắt Nếu K nhỏ độ chiếu sáng phải lớn - Mức độ tương phản vật nhìn Nếu độ tương phản nhỏ khó nhìn, độ tương phản nhỏ địi hỏi độ chiếu sáng lớn - Hệ số phản xạ vật nhìn nền, hệ số phản xạ lớn độ chiếu sáng cần nhỏ - Cường độ làm việc mắt, phụ thuộc vào đặc điểm riêng biệt công tác Nếu công tác địi hỏi tập trung thị giác địi hỏi độ chiếu sáng cao Ngoài yếu tố quy định quy định chiéu sáng xét đến yếu tố riêng biệt khác cố mặt vật dễ gây nguy hiểm điện công tác, có mặt thiết bị tự chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng Có hai hệ thống chiếu sáng chung chiếu sáng kết hợp chiếu sáng chung chiếu sáng phận - Chiếu sáng chung hệ thống chiếu sáng mà toàn mặt cụng tỏc c chiu sỏng bng ốn chung nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hµ néi 78 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO + Ưu điểm mặt công tác chiếu sáng hợp với thị giác, mặt khác dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao + Nhược điểm lãng phí điện chiếu sáng phía từ đèn tới - Chiếu sáng kết hợp hệ thống chiếu sáng phần ánh sáng chiếu chung, phần cịn lại chiếu riêng cho nơi cơng tác + Ưu điểm độ chiếu sáng nơi công tác nâng cao chiếu sáng phận, điều khiển quang thơng theo hướng cần thiết tắt chiếu sáng phận không cần thiết tiết kiệm điện Các loại chế độ chiếu sáng 3.1 Các loại chiếu sáng Có hai loại chiếu sáng - Chiếu làm việc đảm bảo đủ ánh sáng cần thiết nơi làm việc phạm nhà máy - Chiếu sáng cố đảm bảo lượng ánh sáng tối thiểu ánh sáng làm việc, hệ thống chiếu sáng cố cần thiết để kéo dài thời gian làm việc công nhân vận hành đảm bảo an toàn cho người rút khỏi phòng sản xuất 3.2 Chế độ chiếu sáng - Chiếu sáng trực tiếp, toàn ánh sáng chuyển trực tiếp đến mặt thao tác - Chiếu sáng nửa trực tiếp, phần lớn ánh sáng chuyển trực tiếp vào mặt thao tác, phần lại chiếu sáng gián tiếp - Chiếu sáng nửa gián tiếp, phần lớn ánh sáng chiếu gin tiếp vào mặt cơng tác, phần cịn lại chiu trc tip nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 79 N MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO - Chiếu sáng gián tiếp, toàn ánh sáng chiếu gián tiếp vào mặt cơng tác Chiếu sáng trực tiếp có hiệu cao nhất, kinh tế để có độ chiếu sáng đèn phải treo cao, dễ sinh ánh sáng chói Các chế độ chiếu sáng cịn lại hiệu suất thấp phần ánh sáng bị hấp thụ nên thường dùng khu vực hành chính, sinh hoạt, cịn phân xưởng sửa chữa khí ta dùng chế độ chiếu sáng trực tiếp CHỌN HỆ THỐNG VÀ ĐÈN CHIẾU SÁNG 4.1 Chọn hệ thống chiếu sáng Việc chọn hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu chiếu sáng ưu điểm hệ thống chiếu sáng - Hệ thống chiếu sáng chung: yêu cầu đảm bảo độ sáng đồng mặt sản xuất, khơng địi hỏi cường độ thị giác cao lâu, không thay đổi hướng chiếu q trình cơng tác - Hệ thống chiếu sáng cục bộ: nơi mà mặt công tác khác yêu cầu độ chiếu sáng khác chia thành nhóm khu vực khác mặt công tác - Hệ thống chiếu sáng kết hợp: nơi thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng không tạo bóng tối sâu Vây phân xưởng sửa chữa khí địi hỏi độ xác cao q trình làm việc nên ta chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp 4.2 Chọn loại đèn chiếu sáng Thường dùng hai loại đèn sau : + Bóng đèn sợi t + Búng ốn hunh quang nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 80 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Các phân xưởng sản xuất dùng đèn tuýp, thường dùng đèn sợi đốt, đèn tuýp nhậy với tần số f = 50Hz gây ảo giác không quay động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động, ta dùng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG BĨNG ĐÈN 5.1 Các phương pháp tính - Phương pháp điểm: bỏ qua quang thông phản xạ, thường để tính tốn cho nơi: chiếu sáng ngồi trời, chiếu sáng lối đi, nơi có phản xạ thấp hầm lò, bến cảng, đường - Phương pháp quang thơng: tính đến phạn xạ ánh sáng, thường dùng cho trường hợp chiếu sáng nhà hội trường 5.2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỬ DỤNG QUANG THÔNG ϕ1 - Chỉ số hình dạng phịng: ϕ1 = a1.b1 H1(a1 + b1) - Ksdqt: Hệ số sử dụng quang thông, tra bảng theo hệ số phản xạ tường, nền, trần loại đèn, hình dạng Mặt khác Kseqt lại tra bảng theo: [PL VIII1: TKCCĐ trang 324] Ksdqt = f (ρtr , ρt, ρnền, ϕ, loại đèn) [Phụ lục VIII.1 : TKCCĐ trang 324] K sd.qt = φh.ich φΣ + φ h.ích = Etb.S.Kd.tr : quang thơng hữu ích Trong : Etb : độ ri trung bỡnh nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 81 N MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO S : diện tích chiếu sáng Kd.tr : hệ số trữ, tra bảng theo tính chất mơi trường (bảng B5.2 trang 124: TKCĐ) + φ Σcác.đèn = φ 0.n : quang thông tổng đèn n : số đèn φ : quang thông đèn Emin:độ rọi tiêu chuẩn, chon theo loại hình cơng việc (B5.3 trang 135: TKCĐ) Z :hệ số tính tốn, tra bảng theo tỉ số L/H (Bảng 5-1 trang 134: TKCĐ) H : độ cao treo đèn L : khoảng cách đèn  Etb = E Z + Độ cao treo đèn H so với mặt thiết bị làm việc H = h - h1 - h2 h : chiều cao nhà xưởng h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn h1 = 0,5 ÷ 0,7m h2 : độ cao mặt bàn làm việc h2 = 0,7÷ 1m h1 h H h2 nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 82 N MễN HC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO + ϕ= a.b : số phịng.kích thước a.b H(a + b) + ϕ, ρtường, ρtrần, ρnền : tra bảng tìm hệ số sử dụng quang thơng Ksd.qt Vậy ta có : K sd.qt = φΣ = E min.S.K d.tr = Z.φ Σ E min.S.K d.tr K sd.qt.Z = φ huu.ich φ Σ max E tb.S.1,3 K sd.qt + Chọn loại đèn có cơng suất đèn P0, quang thông φ φΣ Số lượng bóng đèn : n = φ Cơng suất chiếu sáng tổng : Pcs =n.P0 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO TỒN BỘ PHÂN XƯỞNG SCCK • Phân xưởng SCCK chia làm hai khu vực - Khu vực : (khu vực có cầu trục) + Bộ phận máy máy công cụ + Bộ phận lắp ráp + Bộ phận hàn + Các phòng sinh hoạt - Khu vực : + Trạm bơm nước ngưng tụ + Bộ phận đúc đồng + Khu lắp ráp phận sửa chữa điện + Kho vật liu v ph tựng + Bung np khớ nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hµ néi 83 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Tính tốn chiếu sáng cho khu vực : - Lấy hệ số phản xạ tường : ρtường = 60% tương ứng màu vàng - Lấy hệ số phản xạ trần : ρtrần = 70% tương ứng màu trắng - Lấy hệ số phản xạ : ρnền = 40% tương ứng màu nâu - Chỉ số hình dạng phịng (khu vực 1) ϕ1 = a1.b1 ( H a1 + b1 ) + Lấy độ cao mặt bàn làm việc : h2 = 1m + Khu vực có cầu trục cao khoảng 10m, nên ta lấy độ cao treo đèn so với (h - h1) = 11m  Độ cao treo đèn so với mặt thao tác: H1 = ( h - h1 ) - h2 = 10m + Kích thước khu vực : S1 =80x16,7 m2 ⇒ ϕ1 = 80.16,7 = 1,38 10(80 + 16,7) Từ ρtường, ρtrần, ρnền ϕ1 tra bảng PL-VIII [gt:TKCCĐ] Ksd.qt=0,45 - Phịng khói bụi, tro, mồ hóng lấy Kd.tr = 1,3 - Loại hình phân xưởng khí xác: lấy E = 30lx [bảng 5.3 TKCĐ] - Chọn hệ số tính tốn Z=1,2 Ta có : φ Σ1 = E S K d tr 30.80.16,7.1,3 = = 96488,8(lm) Z K sd qt 1,2.0,45 nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hµ néi 84 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO - Dùng đèn sợi đốt, chiếu sâu tiêu chuẩn 20/230V có P = 200W, φ = 2528 lm [bảng 5.5 - TKCĐ] Vậy ta có: φ Σ1 + Tổng bóng đèn khu vực : n1 = φ = 38,16 ≈ 39 bóng + Tổng công suất chiếu sáng khu vực 1: Pcs1 = n1 P0 = 38 200 = 7,6 kW • Trong phịng sinh hoạt, bóng loại 100W Vậy tổng công suất khu vực 1: Pcs1 = 7,8 kw 6.2 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO KHU VỰC - Chọn h2 = 1m ; ( h - h1 ) = 4m → H2 = (h- h1) - h2 =3m - Khu vực có kích thước : S2 = 80 6,5m2 → hệ số phòng : ϕ2 = - Tra Ksd.qt = 0,5 - Ta có quang thông tổng : φΣ2 = 80.6,5.30.1,3 = 33800 lm 1,2.0,5 - Chọn P0 = 200W, φ = 2528, lm + Tổng số bóngcủa khu vực : n2 = 12 bóng + Tổng cơng suất chiếu sáng khu vực : Pcs2 =2,6 kW • Vậy ta có : - Tổng số bóng đèn tồn phân xưởng : n = 53 bóng Trong có ( 50 bóng 200W v búng 100W) nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 85 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO - Tổng cơng suất chiếu sáng tồn phân xưởng : Pcs = 50 bóng x 200W + bóng x 100W = 10,2kW 6.3 PHÂN BỐ ĐÈN CHO PHÂN XƯỞNG - Phân bố đèn cho khu vực • Khu vực : + Bộ phận máy công cụ, phận lắp ráp, phận hàn hơI (khu vực có cẩu trục) gồm 39 bóng, bố trí dãy, dãy 13 bóng, khoảng cách bóng t = m theo chiều dài 5m theo chiều rộng, cách tường l = 1,75m +2 Phịng sinh hoạt bố trí ngăn đèn phịng • Khu vực : + Gồm Trạm bơm nước ngưng tụ vật liệu phụ tùng đặt nơi bóng phịng Buồng nạp điện đặt hai bóng Bộ phận đúc đồng, khu lắp ráp phận sửa chữa điện đặt làm dãy dãy bóng cách 10 m theo chiều dài m theo chiều rộng, cách tường 1,75m 6.4 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG: Đặt riêng tủ chiếu sáng cạnh cửa vào lấy điện từ tủ PP xưởng Tủ gồm áptômát tổng pha 11 áp tômát nhánh pha, 10 áp tô mát áp tômát cấp điện cho bóng đèn loại 200W áp tơmát cấp điện cho bóng đèn loại 100W Sơ đồ nguyên lý sơ đồ cấp điện hình H a Chọn cáp từ tủ PP tới tủ chiếu sáng (CS) I cs = Pcs 3.U dm = 10,2 3.0,38 = 15,5( A) nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 86 N MễN HC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Chọn cáp đồng, lõi, vỏ PVC, CLIPSAL sản xuất; tiết diện 6mm có Icp=45A → PVC (3.6+1,4) b Chọn áp tơmát tổng: 40A, pha Merlin Gerin (Pháp) chế tạo, loại C60a c Chọn áp tômát nhánh: Các áp tômát nhánh chọn giống nhau, áp tơmát cấp điện cho bóng loại 200W áp tômát cấp điện cho bóng loại 100W Dịng qua áp tơmát (1 pha) In = 5.0,2 = 4,22 A 0,22 Chọn áp tômát pha, Iđm = 10A Đài Loan chế tạo 10 QCE - 10A d Chọn dây dẫn từ áp tômát nhánh đến cụm đèn Chọn dây đồng bọc, tiết diện 2,5mm2 → M (2 2,5) có Icp = 27A e Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tômát - Kiểm tra cáp PVC (3.6+1.4) hệ số hiệu chỉnh k =1 45A > I kdn 1,5 = 1,25.50 = 41,6A 1,5 - Kiểm tra dây 2,5mm2 27A > 1,25.10 = 8,33A 1,5 g Kiểm tra độ lệch điện áp: Vì đường dây ngắn, dây chọn vượt cấp không cần kiểm tra st ỏp nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 87 N MễN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Tủ PP 50A ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 PVC (3.6 + 1,4) Tủ CS TO - 50EC - 50A 10QCE - 10A Hình 7.1 Sơ nguyờn lý mng chiu sỏng nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 88 ... MÔN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Đặt trạm biến áp phân xưởng cung cấp cho 10 phân xưởng toàn nhà máy *.Trạm B1: cấp điện cho Ban quản lý phòng thiết kế, phân... – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MY KẫO nguyễn văn minh-lớp tự động hoá 3-k44 trờng đại học bách khoa hà nội 23 N MễN HỌC – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN... THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO NHÓM I 7.00 Máy ca kiểu đai Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn Máy phay Máy phay vạn 10 Máy