Kích thước xưởng may: Chiều dài: a = 44m; Chiều rộng: b = 32m; Chiều cao: h =4,5 m. Tra bảng 2 [9, tr.192] ta có các hệ số phản xạ: Hệ số phản xạ trần: 0,7 Hệ số phản xạ tường: 0,7 Hệ số phản xạ sàn: 0,3
a. Độ rọi yêu cầu Etc: E = 500 lx.
b. Chọn loại đèn: Đèn huỳnh quang 36W-1,2m.
Với E = 500 lx, tra biểu đồ Kruithof → T = 31000K ÷ 51000K Chọn các bóng loại Claude 26mm.
Khoảng nhiệt độ màu T = 40000K Chỉ số màu 85
Công suất đèn Pđ = 36 (W)
Quang thông của đèn: Фđ = 3350 (lm) c. Chọn kiểu chiếu sáng và bộ đèn:
Chọn hệ thống chiếu sáng chung với kiểu chiếu sáng là trực tiếp mở rộng. Chọn bộ đèn:
Chọn bộ đèn RI-GT grille defilement Cấp của bộ đèn D
Hiệu suất của đèn ηđ = 0,61 Số đèn/bộ: 2
Quang thông các bóng/bộ: Фbộ đèn = 2 . 3350 = 6700 (lm) ldọc max = 1,4htt
d. Chọn chiều cao treo đèn htt: Đèn treo cách trần: h’ = 1,5 m.
Chiều cao treo đèn : htt = 4,5 – 0,85 – 1,5 = 2,15 (m). Tỷ số treo: h h' h' j = 2,15 1,5 1,5 = 0,41 Chỉ số địa điểm: K = ) 32 44 .( 15 , 2 32 . 44 = 8,62 Chọn K = 5 e. Xác định quang thông tổng; Chọn hệ số bù d = 1,35 Hệ số sử dụng: U = ηd.ud
Ηiệu suất trực tiếp của bộ đèn ηd = 0,61 ud: hệ số có ích trực tiếp
Với K = 5 ; j = 0,41
Tra bảng 9 [9, tr.196] ta có hệ số: ud = 1,14
→ Hệ số sử dụng: U = ηd.ud = 1,14 . 0,61 = 0,695 Quang thông tổng yêu cầu: ФΣ =
695 , 0 35 , 1 . 32 . 44 . 500 = 1367482 (lm) Số bộ đèn: N = ФΣ / Фbộ đèn = 1367482 / 6700 = 204,102 Chọn N = 205 bộ.
f. Kiểm tra sai số quang thông và độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc. Sai số quang thông:
ΔФ% = 1367482 1367482 6700 . 205 = 0,0044 %
Độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: Etb = 35 , 1 . 32 . 44 695 , 0 . 6700 . 205 = 459,155(lx) g. Phân bố các bộ đèn.
Đèn được bố trí ở giữa mỗi chuyền may nên dựa vào khoảng cách giữa các chuyền và chiều dài của xưởng may ta bố trí đèn thành 12 hàng. Vậy số bộ đèn mỗi hàng là:
Nbộ đèn / dãy = 205 / 12 = 17,083 Chọn Nbộ đèn / dãy = 18 bộ.
Vậy số bộ đèn của toàn xưởng sẽ là: Nbộ đèn = 18 . 12 = 216 bộ. Sai số quang thông:
ΔФ% = 1367482 1367482 6700 . 216 = 0,058 % Độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: Etb = 35 , 1 . 32 . 44 695 , 0 . 6700 . 216 = 529,148 (lx)
Ta có: khoảng cách giữa 2 hàng đèn là 3,4 m và khoảng cách giữa các bộ đèn trong cùng một hàng là:
ldọc = 1,84 (m) < ldọc max = 1,4.htt = 1,4 . 2,15 = 3,01 (m) lngang = 3,4 (m) < lngang max = 1,75.htt = 1,75 . 2,15 = 3,763(m) h. Công suất chiếu sáng của xưởng may:
Pcs = 216 . 2 . (36 + 7,2) = 18662,4 (W) = 18,662 (kW) Tra bảng 2-2 trang 621 Sách Cung Cấp Điện:
Đối với đèn huỳnh quang ta có: cos φ = 0,85 → tg φ =0,62 Qcs = Pcs.tgφ =18,662 . 0,62 = 11,57 (kVAr)
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP. 3.1. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống… Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ…
Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán, mỗi phương pháp lại có những ưu nhược điểm khác nhau. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán lớn và những thông tin đòi hỏi ban đầu quá lớn và ngược lại.
Một số phương pháp xác định phụ tải tính toán:
3.1.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng hoặc suất tiêuthụ công suất thụ công suất
Ta có các trường hợp sau:
a. Theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
Khi đó:
Ptt = T N.d
(kW). (3-1)
d: định mức tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kW/đvsp). T: Thời gian (h) để sản xuất ra N sản phẩm.
b. Theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (mật độ phụ tải).
Khi đó: Ptt = p0.F (kW)
p0: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (mật độ phụ tải) (kW/m2), p0 có thể tra trong các sổ tay kỹ thuật hoặc tài liệu thiết kế.
F: diện tích vùng quy hoạch hoặc vùng thiết kế (m2).
c. Theo suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài.
Khi đó: Ptt = p0.L (kW)
p0: Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị chiều dài (kW/m). L: chiều dài khu vực thiết kế.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy thường dùng trong quy hoạch hoặc thiết kế sơ bộ.
3.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính toán theo biểu thức: Ptt = knc. n i1 Pdmi (3-2) Trong đó: knc = kmax .ksd knc = ksd∑ + n k hq sd 1 (3-3) ksd∑ = n 1 i đmi n 1 i đmi sdi P P . k (3-4)
knc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật Pdmi - công suất định mức của thiết bị thứ i n - số thiết bị hiệu quả.
được áp dụng. Nhược điểm là kém chính xác vì hệ số knc tra trong sổ tay là hệ số không xét đến chế độ vận hành thực tế của phụ tải và số thiết bị trong nhóm máy. Nếu chế độ vận hành và số nhóm máy thay đổi thì kết quả tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác. Do vậy phương pháp này thường áp dụng trong tính toán sơ bộ hoặc quy hoạch.
3.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại
Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên thì ta dùng phương pháp này.
Công thức tính:
Ptt = kmax.Ptb (3-5) Trong đó :
Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) kmax- hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật.
kmax = f (nhq, ksd)
ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật. Hệ số cực đại được tính theo công thức:
max 1 1.5 1 * sd hq sd k k k n (3-6) Trong đó: nhq- là hệ số thiết bị hiệu quả
Xác định hệ số ksd
Ta có thể tra bảng hoặc tính theo công thức: + Đối với một thiết bị:
+ Đối với một nhóm thiết bị:
Hệ số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau).
2 1 2 1 ( n dmi) i hq n dmi i p n p (3-7) Khi n ≥ 4, nhq 4, hệ số: m = hq min đm max đm 3 n n P P
Khi thiết bị trong nhóm n > 5 tính nhqkhá phiền phức. Vì vậy thực tế trước hết tính: n n * n 1 P P * p 1 (3-8) Trong đó : n- là số thiết bị trong nhóm
n1- thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất
P và P1là tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị.
Sau khi tính toán được n* và p* thì dùng bảng hoặc đường cong tìm nhq* từ đó tính theo công thức:
Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng các công thức sau:
+ Trường hợp n ≤ 3 và nhq<4 phụ tải được tính theo công thức sau:
1 n tt dmi i P P
+ Trường hợp n > 3 và nhq< 4 phụ tải được xác định theo công thức sau:
1 * n tt pti dmi i P k P (3-9) Trong đó :
Nếu không có số liệu chính xác , hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như: kpt= 0,9 đối với thiết bị làm việc dài hạn.
kpt= 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn.
+ Trường hợp nhq ≤ 300 tra bảng đường cong 3-7 trang 30 và bảng 3-3 trang 32 sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp và đô thị và nhà cao tầng .
+ Nếu nhq> 300 và ksd< 0.5 thì hệ số cực đại kmaxđược lấy ứng với nhq = 300. Khi nhq> 300 và ksd ≥ 0.5 thì :
(3-10)
+ Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng thì phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:
*
tt tb sd dmi
P P k P (3-11)
3.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời
Hệ số đồng thời thể hiện tính chất làm việc đồng thời của phụ tải. Theo phương pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các thời điểm cực đại. Thông thường ta chọn 2 thời điểm: Cực đại ngày và cực đại đêm. Khi đó:
Ptt = max (knđt.ΣPtti , kdđt.ΣPtti) (3-12)
Đối với phụ tải động lực người ta thường lấy: knđt = 0,8 ÷ 1 (hệ số đồng thời ban ngày)
kđđt = 0,3 ÷ 0,7 (hệ số đồng thời ban đêm)
Đối với phụ tải chiếu sáng:
Ta có: knđt = (0,3 ÷ 0,5) kđđt = (0,8 ÷ 1).
Tuy nhiên đối với các phụ tải chiếu sáng phục vụ cho sản xuất ở một số phân xưởng đặc biệt như may mặc thì hệ số knđt = kđđt = 1.
Trong một số trường hợp ta có thể tham khảo bảng hệ số đồng thời hoặc tính giá trị hệ số đồng thời ngày và đêm theo lý thuyết xác suất.
3.1.5. Xác định phụ tải tính toán theo đồ thị phụ tải.
Do đặc điểm của phụ tải điện là biến đổi theo thời gian nên dùng các phương pháp trên có thể sai số, đôi khi vượt quá phạm vi cho phép. Phương pháp sử dụng đồ thị phụ tải có thể khắc phục những nhược điểm trên. Nội dung của phương pháp như sau:
- Phân các phụ tải thành từng nhóm có tính chất, chế độ làm việc gần giống nhau.
- Trên cơ sở quy trình công nghệ hoặc quy trình làm việc dựng đồ thị phụ tải của từng nhóm phụ tải trên cùng một hệ tọa độ.
- Cộng đồ thị phụ tải của tất cả các nhóm.
- Công suất tính toán chính là công suất cực đại của đồ thị phụ tải đã xây dựng.
- Phương pháp trên có độ chính xác cao nhưng đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và tốn nhiều công sức khi thống kê, xử lý số liệu và xây dựng đồ thì phụ tải của các nhóm.
3.1.6. Phương pháp cộng phụ tải theo số gia.
Đối với mỗi nhóm tải ta áp dụng một phương pháp tính toán nhất định, tuy nhiên việc tổng hợp phụ tải của các nhóm khác nhau thường được thực hiện theo phương pháp số gia. Bảng số gia được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số cực đại cho sẵn trong các sổ tay thiết kế, phụ tải tổng hợp xác định bằng cách cộng từng đôi một, lấy giá trị của phụ tải lớn cộng với số gia của phụ tải bé.
Giả sử có 2 phụ tải tính toán là Ptt1 và Ptt2 nếu Ptt1> Ptt2 khi đó Ptt (1-2) = Ptt1 + Δ Ptt2 (Δ Ptt2 là số gia công suất Ptt2)
Để tiện cho việc lập trình khi sử dụng máy tính thay thế cho việc tra bảng, ta có thể sử dụng biểu thức :
Trong đó: k1 = ( )0,04 - 0,41
Phương pháp này đơn giản, khá chính xác, nhưng cần lưu ý là 2 nhóm phụ tải phải được xác định ở cùng một thời điểm.
3.1.7. Phương pháp tính toán một số phụ tải đặc biệt.
Xác định phụ tải tính toán cho thiết bị điện một pha.
Nếu trong mạng có các thiết bị điện một pha thì ta phải phân phối các thiết bị đó lên ba pha của mạng sao cho mức độ không cân bằng giữa các pha là ít nhất. Khi đó:
Nếu tại điểm cung cấp (tủ phân phối, đường dây chính...) phần công suất không cân bằng bé hơn 15% tổng công suất tại điểm đó thì các thiết bị một pha được coi như thiết bị ba pha có công suất tương đương.
Nếu phần công suất không cân bằng lớn hơn 15% tổng công suất các thiết bị ở điểm xét, thì phụ tải tính toán quy đổi về ba pha Ptt (3 pha) của các thiết bị một pha được tính như sau:
+ Trường hợp thiết bị một pha nối vào điện áp pha của mạng điện: Ptt (3 pha) = 3.P1 pha (max) (3-14)
Với P1 pha (max) là tổng công suất các thiết bị một pha của pha có phụ tải lớn nhất.
+ Trường hợp thiết bị một pha nối vào điện áp dây của mạng thì: Ptt (3 pha) = 3 .P1 pha (3-15)
+ Trường hợp trong mạng vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp pha, vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp dây, thì phải quy đổi các thiết bị nối vào điện áp dây thành thiết bị nối vào điện áp pha, các hệ số quy đổi được tra theo bảng.
3.1.8. Phương pháp tính toán phụ tải đỉnh nhọn.
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian khoảng từ 1 - 2 giây. Thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán điều kiện khởi động của
động cơ điện. Trong thực tế không những phải quan tâm đến giá trị của dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của nó. Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi khởi động động cơ, hoặc máy hàn làm việc....
Iđn = Ikđ = kkđ.Iđm (3-16)
kkđ: hệ số khởi động động cơ điện, đối với động cơ KĐB thì kkđ= 5 ÷ 7 Đối với lò điện hồ quang hoặc máy biến áp hàn thì kkđ ≥ 3
Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các thiết bị khác làm việc bình thường. Công thức tính toán dòng điện đỉnh nhọn.
Iđn = Ikđ max + (Itt - ksd.Iđmmax) (3-17) Trong đó: Ikđ max : dòng điện khởi động của động cơ lớn nhất Itt : dòng điện tính toán của nhóm máy.
ksd: hệ số sử dụng của động cơ công suất lớn nhất.
Iđmmax : dòng điện định mức của động cơ có dòng mở máy lớn nhất.
3.2. Xác định phụ tải tính toán của xí nghiệp.
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đượcchính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau:
Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp.
Chế độ làm việc của các nhóm thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau nhờ đó việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện