2.8.1. Đặt vấn đề.
Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phõn phối điện năng cho cỏc hộ tiờu thụ. Do vậy nờn đặc điểm quan trọng của nú là phõn phối trờn diện tớch rộng và thƣờng xuyờn cú ngƣời làm việcvà cỏc thiết bị. Cỏch điện của thiết bị điện bị chọc thủng hoặc ngƣời vận hành khụng tuõn theo cỏc quy tắc an toàn … là những nguyờn nhõn chớnh dẫn đến tai nạn do điện giật.
Sột đỏnh trực tiếp hoặc giỏn tiếp vào cỏc thiết bị điện khụng những làm hƣ hỏng cỏc thiết bị mà cũn gõy nguy hiểm cho ngƣời. Do vậy trong hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải cú cỏc biện phỏp an toàn chống điện giật và chống sột đỏnh.
Trang bị nối đất bao gồm cỏc điện cực và cỏc dõy dẫn nối đất. Cỏc điện cực nối đất bao gồm cỏc điện cực thẳng đứng đƣợc đúng sõu vào trong đất và điện cực ngang đƣợc chon ngầm ở độ sõu nhất định. Cỏc dõy nối đất dựng để nối liền cỏc bộ phận đƣợc nối đất với cỏc điện cực nối đất.
Khi cú trang bị nối đất, nếu dũng ngắn mạch xuất hiện do cỏch điện của thiết bị với vỏ hƣ hỏng, sẽ chảy qua vỏ thiết bị theo dõy dẫn nối đất xuống cỏc điện cực và tan vào đất.
2.8.2. Trang bị nối đất cho trạm biến ỏp.
Khi thực hiện nối đất cú thể tiến hành theo 2 cỏch: Nối đất tự nhiờn:
Là sử dụng cỏc ống dẫn nƣớc hay sử dụng cỏc ống kim loại khỏc đặt trong đất, cỏc kết cấu bằng kin loại của nhà cửa, cỏc cụng trỡnh nối đất, vỏ bọc kim loại của cỏp đặt trong đất…nằm trong đất.
Nối đất nhõn tạo:
Thƣờng đƣợc thực hiện bằng cọc thộp, ống thộp, thanh thộp dẹt hỡnh chữ nhật. hoặc thộp gúc dài 2ữ3m chụn sõu xuống đất sao cho đầu trờn của cọc cỏch mặt đất khoảng 0,5ữ0,7m, nhờ vậy sẽ giảm đƣợc sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết. Cỏc ống thộp hay thanh thộp đú đƣợc nối với nhau bằng cỏch hàn với thanh thộp nằm ngang ở độ sõu 0,5ữ0,7m. Để chống ăn mũn cỏc ống thộp đặt trong đất phải cú bề dày ≥ 3,5mm. Cỏc thanh thộp dẹt, thộp gúc khụng nhỏ hơn 4mm, tiết diện nhỏ nhất cho phộp của thanh thộp là 48mm2
.
2.8.3. Tớnh toỏn nối đất cho trạm biến ỏp:
Theo quy định đối với mỏy biến ỏp cú cụng suất S≥100 (kVA) điện trở nối đất khụng vƣợt quỏ 10 (Ω) , vậy ta chọn Rđ = 10 (Ω). Cọc tiếp địa sử dụng cọc thộp gúc:
L 60::24ắ24::6 chiều dài l = 2,5m .
Xỏc định điện trở nối đất của 1 cọc tiếp địa: R 0,366. .k (ln2l l log4t l)( )
Trong đú : ρ : điện trở suất của đất ( Ω/cm ) Kmax= 1,5 : hệ số mựa
d : đƣờng kớnh của cọc (m) l : chiều dài của cọc (m)
t : độ chụn sõu của cọc, tớnh từ mặt đất tới điểm giữa của cọc (cm)
Đối với thộp gúc bề rộng của cạnh là b, đƣờng kớnh ngoài đẳng trị đƣợc tớnh: d = 0,95.b
Độ chụn sõu của cọc đƣợc tớnh theo cụng thức:
0 70 250 195( )
2 2
l
t t cm
t0 : độ chụn sõu của cọc (cm)
Qua cụng tỏc khảo sỏt cho thấy chất đất ở vị trớ xõy dựng trạm biến ỏp là đất ruộng, tra bảng PL 6.4 [2] ta cú : 4 0, 4.10 ( /cm) Thay số vào cụng thức ta cú : 1 4 0,366 2.2,5 1 4.1,95 2,5 .0, 4.10 (ln log ) 27, 25( ) 2,5 3,8 2 4.1,95 2,5 c R Số lƣợng cọc theo lý thuyết: 1 27, 25 6.8 4 c lt cf R n R Chọn số cọc lý thuyết là 7 cọc.
Cọc cú chiều dài l = 2,5 (m), khoảng cỏch giữa cỏc cọc là : a = 5 (m), tra bảng phụ lục 6.6 [2] với a/l = 2, Nlt = 7 cọc , ta cú hệ số sử dụng cọc Nc = 0,71.
Ta cú hệ số cọc đƣợc sử dụng theo kinh ngiệm là: 1 27, 25 10 . 4.0, 71 c d c R R cọc
Với a/l = 2, n = 10 tra bảng PL 6.6 [2] ta cú ηc = 0,66. Điện trở nối đất của 10 cọc :
1 27, 25 4,13 . 10.0, 66 c c c R R n
Cỏc cọc đƣợc chọn theo mạch vũng cỏch nhau 5m vậy chu vi mạch vũng là:
L = a.n = 5.10 = 50 m
Với: t = 0,8 m chiều sõu chụn cọc b = 4 cm bề rộng thanh nối
Điện trở thanh ngang đƣợc xỏc định nhƣ sau: 2 0,366 2 .0, 4. .ln . t max k R L b t Thay số vào cụng thức ta đƣợc: 2 4 0, 366 2, 5 .0, 4.10 .ln 3, 42 50 0, 04.0,8 t R
Điện trở nối đất nhõn tạo của hệ thống đƣợc xỏc định theo cụng thức sau: nd c. t c t R R R R R Thay số vào cụng thức ta cú: 4,13.3, 42 4,13 3, 42 nd R
Cú Rnđ < Rcf = 10 (Ω) hệ thống nối đất thoả món yờu cầu.
1 2 0,7 m 0,8 m 2,5 m 1 a = 2,5m 1 2 trạm biến áp Hỡnh 2.7.Mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến ỏp 1 – hệ thống cọc tiếp đất 2 – hệ thống thanh dẫn
2.8.4. Chống sột cho trạm biến ỏp:
2.8.4.1. Chọn cọc tiếp địa:
Cọc tiếp địa sử dụng cọc thộp gúc: L 60::24ắ24::6 chiều dài l = 2,5m . Thanh nối là thộp dẹt: 40ì4 và đƣợc hàn vào cọc tiếp địa.
Hệ thống tiếp địa đƣợc bố trớ theo mạch vũng kớn Việc tớnh toỏn đƣợc thực hiện nhƣ trờn.
2.8.4.2. Tớnh toỏn phạm vi bảo vệ của cột thu lụi.
Khoảng khụng gian gần cột thu lụi mà vật đƣợc bảo vệ đƣợc đặt trong đú rất ớt khả năng bị sột đỏnh gọi là phạm vi bảo vệ của cột thu lụi.
Phạm vi bảo vệ của cột thu lụi là hỡnh nún xoay cú tiết diện ngang là hỡnh trũn ở độ cao hx , cú bỏn kớnh Rx. trị sồ bỏn kớnh bảo vệ Rx đƣợc tớnh theo cụng thức sau: - Ở độ cao: 2 3 x h h 1,5 (1 ) 0,8 x x h R h h - Ở độ cao: 2 3 x h h 0, 75 (1 x) x h R h h .ρ: hệ số với h < 30 thỡ ρ = 1
Ta chọn 2 cột thu lụi để bảo vệ chống sột, khoảng cỏch giữa 2 cột là a = 8m , h = 8m để bảo vệ cho trạm cú kớch thƣớc nhƣ sau:
cao hx = 4,5m , dài c = 7,2m, rộng d = 3m
Khi đú bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx đƣợc tớnh nhƣ sau: 2. . 7 14 a x x a h a b R h a
Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ: 0
7
a
h h
Chiều cao tỏc dụng của cột thu lụi: .ha = h – hx = 8 – 4,5 = 3,5 (m) Độ cao 2 3 x h h nờn ta cú thể ỏp dụng cụng thức tớnh bỏn kớnh bảo vệ của cột thu sột: 1,58(1 4,5 )1 3, 6 0,8.8 x R m
Bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ: 2.3, 6. 7.3,5 8 2,9 14.3,5 8
x
b m
Khoảng cỏch hẹp nhất của phạm vi bảo vệ là: 2bx = 5,8m
Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ đƣợc tớnh theo cụng thức sau: 0 8 8 6,85
7
h m
Theo tớnh toỏn ta sẽ cú phạm vi bảo vệ của hệ thống chống sột nhƣ sau: 0 4, 5 6,85 3 2. 5,8 7, 2 8 x x h h m d m b m c m a m
Vậy trạm biến ỏp đƣợc bảo vệ an toàn.
2.8.5. Tớnh toỏn chống sột cho phõn xƣởng.
2.8.5.1. Chọn cọc tiếp địa.
Cọc tiếp địa sử dụng cọc thộp gúc: L 60::24ắ24::6 chiều dài l = 2,5m . Thanh nối là thộp dẹt: 40ì4 và đƣợc hàn vào cọc tiếp địa.
Hệ thống tiếp địa đƣợc bố trớ theo mạch vũng kớn Xỏc định điện trở nối đất của 1 thanh thộp gúc;
Ta cú : R1c = 0,00298 . ρ với đất ruộng ta chọn : ρ = 0,4 . 104 (Ω.cm) Xỏc định sơ bộ số cọc chọn : 1 0, 00298.0, 4.104 6 0, 5.4 c c yc R n R cọc
Xỏc định điện trở của thanh nối : ln 2 0, 4.104.ln 250 17
2 2 .250 80 2 2 t l R b l h
Điện trở nối đất thực tế của thanh nối : , 17
23, 644 0, 719 t t R R
Điện đất cần thiết của toàn bộ số cọc : 4., , 4.23, 644 1, 044 4. 4 4.23, 644 4 t c t R R R Số cọc chớnh xỏc cần đúng : 1 0, 00298.0, 4.104 23 0,5.1, 044 c c c R n R cọc Phân x-ởng chế tạo nắp hầm hàng 1 2
Hỡnh 2.8 Sơ đồ bố trớ cọc và thanh dẫn chống sột của phõn xưởng 2.8.5.2. Tớnh toỏn phạm vi bảo vệ của cột thu lụi.
Ta chọn 38 cột thu lụi để bảo vệ chống sột, khoảng cỏch giữa 2 cột là a = 20m , h = 15m để bảo vệ cho trạm cú kớch thƣớc nhƣ sau:
cao hx = 8m , dài c = 155m, rộng d = 97m
Khi đú bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx đƣợc tớnh nhƣ sau: 38. . 7 14 a x x a h a b R h a
Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ: 0
7
a
Kiểm tra thiết bị nằm trong vựng bảo vệ khụng: Chiều cao tỏc dụng của cột thu lụi:
.ha = h – hx = 15 - 8 = 7 (m) Độ cao 2 3 x h h nờn ta cú thể ỏp dụng cụng thức tớnh bỏn kớnh bảo vệ của cột thu sột: 0, 75.15(1 8 ) 5, 25 15 x R m
Bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ: 38.5, 25. 7.7 15 81, 72 14.7 15
x
b m
Khoảng cỏch hẹp nhất của phạm vi bảo vệ là: 2bx = 163,44m
Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ đƣợc tớnh theo cụng thức sau: 0 15 15 12,86
7
h m
Theo tớnh toỏn ta sẽ cú phạm vi bảo vệ của hệ thống chống sột nhƣ sau: 0 8 12,86 97 2. 163, 44 155 20.38 720 x x h h m d m b m c m a m
Vậy phõn xƣởng đƣợc bảo vệ an toàn.
2.8.6. Chọn nối đất cho cỏc tủ động lực và tủ phõn phối của phõn xƣởng.
Cọc tiếp địa sử dụng cọc thộp gúc: L 30::24ù24::3chiều dài l = 1,5m . Thanh nối là thộp dẹt: 20ì2 và đƣợc hàn vào cọc tiếp địa.
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN BÙ CễNG SUẤT PHẢN KHÁNG 3.1. KHÁI QUÁT CHUNG
Cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp tiờu thụ khoảng trờn 70% tổng điện năng đƣợc sản xuất ra, vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp cú ý nghĩa hết sức quan trọng về mặt sản xuất điện năng trong cỏc nhà mỏy điện, đồng thời dựng điện phải tiết kiệm, giảm tổn thất điện năng tới mức thấp nhất và chi phớ điện năng trờn 1 đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất.
Trong quỏ trỡnh phõn tớch tổn thất điện năng trong cỏc hệ thống ( chỉ xột đến mỏy biến ỏp ) . Chỳng ta thấy tổn thất điện năng trong cỏc xớ nghiệp chiếm khoảng 4,4% tổng số điện năng tổn thất. Sở dĩ nhƣ vậy là do mạng điện trong cỏc xớ nghiệp thƣờng dựng điện ỏp thấp khoảng 0,4kV, đƣờng dõy cấp điện dài phõn tỏn đến từng hộ phụ tải gõy tổn thất điện năng lớn. Vỡ thế việc thực hiện cỏc biện phỏp tiết kiệm điện trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp cú ý nghĩa quan trọng khụng những cú lợi cho xớ nghiệp mà cũn mang lại lợi ớch chung cho nền kinh tế quốc dõn.
Hệ số cụng suất cosφ là 1 chỉ tiờu đỏnh giỏ xớ nghiệp cú dựng điện 1 cỏch hợp lý tiết kiệm hay khụng, để qua đú nõng cao hệ số cosφ. Hệ số cụng suất cosφ của cỏc xớ nghiệp hiện nay rất thấp khoảng 0,6 ữ 0,7 do đú cần phải nõng cao hệ số này.
Cần thấy rằng việc tiết kiệm điện năng và nõng cao hệ số cụng suất cosφ khụng phải là những biện phấp tạm thời đối phú với tỡnh trạng thiếu điện mà phải coi đú là 1 chủ trƣơng lõu dài gắn với mục đớch phỏt huy hiệu quả cao nhất trong sản xuất, phõn phối và sử dụng điện năng. Mặt khỏc khụng phải vỡ chi phớ cho điện năng chỉ chiếm khoảng 2% ( trừ cỏc sản phẩm điện phõn ) mà coi thƣờng vấn đề tiết kiệm điện. í nghĩa của việc tiết kiệm điện khụng những ở giỏ thành sản phẩm cú lợi cho phõn xƣởng mà cũn cú lợi chung cho nền kinh tế quốc dõn. Tất nhiờn trong quỏ trỡnh thực hiện tiết kiệm
điện năng và nõng cao hệ số cosφ chỳng ta cần chỳ ý khụng gõy ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng sản phẩm.
Phõn xƣởng đang vận hành với cosφ1 = 0,53, hệ số này là rất thấp, để nõng cao hiệu quả của phõn xƣởng thỡ phải tớnh toỏn bự cụng suất phản khỏng bằng cỏch nõng cao hệ số cụng suất cosφ trung bỡnh của toàn nhà mỏy lờn với cosφ2 = 0,9.
Trong đú: cosφ1 – hệ số cụng suất toàn nhà mỏy trƣớc khi bự cosφ2 – hệ số cụng suất toàn nhà mỏy sau khi bự Dung lƣợng bự cụng suất phản khỏng của phõn xƣởng cần bự :
Qbtt = Ptt ( tgφ1 – tgφ2 ) (kVAR) Trong đú Qbtt: dung lƣợng cần bự
Ptt : cụng suất tinh toỏn của nhà mỏy cosφ1 = 0,53 do đú ta cú tgφ1 = 1,6 cosφ2 = 0,9 do đú ta cú tgφ2 = 0,48
vậy Qbtt = 1892,425 . ( 1,6 – 0,48 ) = 2119,5 (kVAR)
vỡ nhà mỏy dựng 2 mỏy biến ỏp hoạt động song song do ta chọn thiết bị bự cụng suất phản khỏng là cỏc tụ bự tĩnh điện đăt tại thanh cỏi hạ ỏp của trạm biến ỏp phõn xƣởng của trạm biến ỏp phõn xƣởng với dung lƣợng cần bự là : Qbu = 2119,5 kVAR
Trạm dựng 2 mỏy biến ỏp cú cụng suất định mức nhƣ nhau, do đú dung lƣợng bự thanh cỏi mỗi trạm là :
Qbu = 0,5. Qbtt = 0,5 . 2119,5 = 1059,75 kVAR
Ta chọn cho 1 mỏy biến ỏp , mỏy biến ỏp cũn lại tớnh tƣơng tự. Chọn dựng 9 bộ tụ 3 pha cụng suất mỗi bộ tụ là 120 kVAR đấu song song. Mó hiệu của tụ : DLE – 3H 125 K5T do Việt Nam sản xuất cú cỏc thụng số định mức nhƣ sau:
Loại tụ Uđm , V Iđm, A Qbộ tu, kVAR Số lƣợng
Bộ tụ đƣợc bảo vệ bằng ỏp tụ mỏt, trong tủ đƣợc đặt búng đốn làm điện trở phúng điện.
Điện trở phúng điện đƣợc xỏc địng theo cụng thức sau: 2 6 15 p10 pd U R Q
Trong đú: Up điện ỏp pha.
Q dung lƣợng của bộ tụ ( kVAR) 2 6 0, 22 15 10 645,3 1125 pd R
Dựng búng cú Pđm = 100 (W) làm điện trở phúng điện cho bộ tụ. Ta cú: 2 2 220 484 100 p U R P
Vậy ta dựng 3 búng đốn cú Pđm = 100 (W) làm điện trở phúng điện cho bộ tụ , mỗi pha ta lắp đặt 1 búng.
Thƣờng thỡ ngƣời ta vẫn dựng búng đốn cú cụng suất P = 15ữ40 (W) làm điện trở phúng điện. Nhƣng trong trƣờng hợp này ta sẽ dựng cú cụng suất nhƣ trờn làm điện trở phúng điện.
0,4 kV
sơ đồ nguyên lý tủ bùcosf
9 * 125 kVAr từ tủ phân phối đến các tủ động lực 9 * 125 kVAr
tủ bù cosf
MBA - 2000 - 10/0,4
BA - 3200 - 10/0,4
BM? 10 - 50
NS 600E
Qtt
tủ bù cosf Đ-ờng dây trung áp ngoài xí nghiệp
Máy cắt đầu vào máy biến áp
Trạm biến áp phân x-ởng
Đ-ờng dây hạ áp đi từ biến áp tới tủ phân phối
áp tô mát đặt tại tủ phân phối của phân x-ởng
Tủ bù cosf của phân x-ởng
9 * 125 kVAr BA - 3200 - 10/0,4
9 * 125 kVAr
từ tủ phân phối tới các tủ động lực
BA - 3200 - 10/0,4
tủ bù cosf tủ bù cosf
CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG CHẾ TẠO NẮP HẦM HÀNG
4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Chiếu sỏng đúng vai trũ hết sức sức quan trọng trong đời sống sinh hoạt, cũng nhƣ trong sản xuất cụng nghiệp, nếu thiếu ỏnh sỏng sẽ gõy tổn hại cho mắt, hại sức khoẻ, làm giảm năng suất lao động … Cú rất nhiều hỡnh thức chiếu sỏng, tuy nhiờn mỗi hỡnh thức lại cú những yờu cầu riờng, đặc điểm riờng này dẫn đến cỏch sắp xếp bố trớ khỏc nhau, cỏch sử dụng đốn và phƣơng phỏp tớnh cũng khỏc nhau.
Với cỏc nhà xƣởng của xớ nghiệp cụng nghiệp thƣờng là chiếu sỏng chung, khi