Ðo an Tot Nghiep

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang _ 1

PHẦN A :

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY

QUYẾT THẮNG VÀ NHÀ MÁY SỢI

I/. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CÔNG TY:

- Công ty cổ phần dệt may Quyết Thắng được thành lập vào tháng 07/2002

nguyên trước đây là CTY TNHH Quyết Thắng được thành lập ban đầu là Xí Nghiệp

Gỗ Của Công An Quận Gò Vấp vào năm 1985, sau quá trình phát triển xí nghiệp ngày

càng lớn mạnh và chuyển thành Công Ty chuyển qua kinh doanh, sản xuất các loại

vải, sợi, vải dệt kim, nhuộm hoàn tất và may mặc xuất khẩu bên cạnh còn kinh doanh

xây dựng phát triển nhà, đất……

- Công ty nằm ở địa chỉ 304 Quang Trung Gò Vấp – TP.HCM một vị trí tương

đối thuận lợi cho việc sản xuất, kinh doanh.

- Hiện nay, ngoài khu vực văn phòng, Công Ty còn có bốn phân xưởng nhà

máy đó là: Nhà máy sợi, Nhà máy nhuộm, Phân xưởng may, Phân xưởng dệt kim. Bên

cạnh đó là hệ thống các cửa hàng nằm rải rác trong thành phố.

- Cơ cấu nhân sự của công ty khoảng 800 người gồm cả hệ thống quản lý và

nhân viên.

II/. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY SỢI:

- Nhà máy sợi là một trong bốn nhà máy, phân xưởng của công ty, nhà máy

nằm trong khu vực của công ty. Nhân sự của nhà máy khoảng 120 người được xây

dựng và bắt đầu hoạt động vào cuối năm 1997 đầu 1998. Nhà máy chuyên sản xuất sợi

PE,PCO dùng cho dệt kim, sản phẩm của nhà máy một phần phục vụ cho xưởng dệt

kim và một phần dùng cho việc kinh doanh buôn bán với bên ngoài.

- Diện tích mặt bằng nhà xưởng khoảng 5600m2 được xây dựng thành hai gian

riêng biệt

- Gian một gồm các cụm máy xé kiện bông tự động và cấp bông, máy chải, máy

ghép, máy sợi thô và cụm quạt hút bông phế từ máy chải.


Trang _ 2

- Gian hai gồm cụm máy sợi con và máy đánh ống, ngoài ra phía sau nhà xưởng

là gian phụ gồm các phòng bảo trì, phòng máy nén, nhà vệ sinh, cụm quạt hút gió nóng

từ đầu máy sợi con, xưởng cơ khí.

- Nằm giữa hai gian nhà xưởng chính là các cụm thuộc khối hành chính quản lý

như phòng quản đốc, phòng thí nghiệm…

- Về dây chuyền sản xuất sợi của nhà máy như sau: nguyên liệu ban đầu là

bông PE hoặc PCO được ép thành các kiện vuông, được đưa vào gian máy xé bông tự

động (gồm 2 máy) bông sau khi xé được quạt đẩy sang máy cấp bông (2 máy) từ máy

cấp bông những sợi bông được làm tơi và đều được chuyển qua gian máy chải, ở máy

chải thô, bông tiếp tục được làm tơi, định hình theo hướng thẳng để dễ kéo thành sợi

đồng thời máy chải sẽ loại bỏ những tạp chất, những tạp chất bông phế này sẽ đượt

quạt hút, hút về buồng hút bụi, sau đó được thu hồi, ép thành kiện và chuyển ra ngoài.

Từ máy chải, bông sẽ được đưa qua 3 máy ghép ghép thành những con cúi rồi chuyển

qua máy sợi thô. Sau khi ra khỏi máy sợi thô bông đã dần định hình thành những sợi

lớn được quấn trên những búp sợi, sau đó tiếp tục được qua máy sợi con và được kéo

thành những cuộn chỉ nhỏ, sau đó được đưa qua máy đánh ống để quấn thành những

trục chỉ lớn đồng thời máy đánh ống sẽ loại bỏ những lỗi tạp trên sản phẩm sợi. Sản

phẩm sợi sau khi ra khỏi máy đánh ống được bao bì đóng gói và xuất ra ngoài.

- Về cơ cấu máy móc của nhà máy sợi như sau :

o Máy xé kiện bông tự động : 2 máy

o Máy cấp bông : 2 máy

o Máy chải thô : 18 máy

o Máy ghép : 6 máy

o Máy sợi thô : 6 máy

o Máysợi con : 30 máy

o Máy đánh ống : 6 máy


Trang _ 3

- Ngoài ra còn có một số máy móc như : Máy rữa suốt, Máy mài suốt, các cụm

quạt hút, máy tiện, Hàn….

- Những máy móc trên có trong bản vẽ mặt bằng và bản liệt kê.

Một máy sợi con với số lượng cọc sợi là : 498

Nhà máy kéo sợi sản xuất liên tục 24/24, chia thành 3 ca sản xuất, nhà máy làm việc

luôn cả ngày Chủ Nhật, giờ cao điểm và chỉ nghỉ vào các ngày lễ lớn của đất nước.


Trang _ 4

PHẦN B:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG I:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

I/. PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI:

a) Phân chia nhóm phụ tải:

Theo mặt bằng bố trí thiết bị và theo dây truyền công nghệ ta phân chia các

thiết bị theo các nhóm như sau :

o Nhóm máy đánh ống + quạt hút gắn tường TĐL1

o Nhóm máy sợi con TĐL2,TĐL3, TĐL4

o Nhóm máy sợi thô TĐL5

o Nhóm máy ghép TĐL6

o Nhóm máy chải thô TĐL7

o Nhóm máy bông – quạt hút bông phế TĐL8

o Nhóm máy ở khối hành chính và phòng bảo trì … TĐL9

o Nhóm máy ở xưởng sửa chữa cơ khí TĐL10

o Nhóm các máy ở phòng phụ trợ TĐL11

Mỗi nhóm máy ta sẽ bố trí một Tủ động lực (TĐL) để phù hợp với việc thao tác và

dây chuyền công nghệ cũng như việc bảo trì máy sau này. Riêng với cụm máy sợi

con ta sẽ bố trí 3 Tủ động lực(TĐL2, TĐL3, TĐL4).

b) Xác định tâm phụ tải:

- Việc xác định tâm phụ tải để đặt Tủ phân phối và Tủ động lực là nhằm cung

cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu hợp lý

hơn.

Tâm phụ tải được xác định theo công thức :

(1)

∑

∑

=

−= n

11ñmi

n

1iñmii

P

PXX

∑

∑

=

−= n

11ñmi

n

1iñmii

P

PYY;


Trang _ 5

Với n : Số thiết bị của nhóm.

Pđmi : Giá trị công suất định mức của thiết bị thứ i.

- Theo công thức (1) ta xác định tâm phụ tải của từng nhóm, vị trí các Tủ

động lực được cho trên bản vẽ mặt bằng. Việc đặt Tủ động lục của từng nhóm ngoài

việc xác định theo công thức (1) còn phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan và việc bố trí máy

của nhà xưởng.

II/. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

a) Mục đích:

Xác định phụ tải tính toán để làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết

bị trong lưới.

b) Khái niệm phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán theo điều kiện đốt nóng cho phép là phụ tải không đổi lâu dài

của các phần tử trong hệ thống cung cấp và tương đương với kỳ vọng của phụ tải thay

đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Ở đây hiệu ứng về nhiệt chỉ khảo sát về

mặt nhiệt độ. Như vậy phụ tải tính toán sẽ liên quan tới phụ tải cực đại lâu dài (tức trị

trung bình lớn nhất) thời gian để lấy trung bình phải thích hợp và thỏa đáng về mặt đốt

nóng. Do vậy sẽ liên quan tới sự đốt nóng cho phép của các phần tử, với dây dẫn nó

liên quan tới thời gian để nhiệt độ dây đạt tới 95% nhiệt độ xác lập. Nếu thời gian lấy

trung bình bằng thời gian nói trên thì đủ đặt trưng cho sự đốt nóng của dây. Thời gian

này bằng 3 lần hằng số thời gian đốt nóng của dây. Với mạng hạ thế, hằng số này xấp

xỉ bằng 10 phút. Do vậy phụ tải tính toán được gọi là phụ tải cực đại nửa giờ.

c/. Các đại lượng và hệ số tính toán thường gặp:

+ Công suất định mức Pđm :

- Công suất định mức của các thiết bị điện bình thường được nhà chế tạo ghi

trong lý lịch máy hoặc trên nhãn hiệu máy. Đối với động cơ, công suất định mức

ghi trên nhãn máy chính là công suất cơ trên trục động cơ.

- Đứng về mặt cung cấp điện, chúng ta quan tâm đến công suất đầu vào của

động cơ gọi là công suất đặt.

Công suất đặt được tính như sau : ñc

ñmñ

PPη

=


Trang _ 6

Trong đó :

Pđ : Công suất đặt của động cơ (kW)

Pđm : Công suất định mức của động cơ (kW)

ηđc : Hiệu suất định mức của động cơ (ηđc = 0,95)

- Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như : cần trục,

máy hàn. Khi tính phụ tảiđiện của chúng, ta phải qui đổi về công suất định mức ở chế

độ làm việc dài hạn, tức là qui đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε % = 100%.

Công suất qui đổi như sau :

o Đối với động cơ :

P'đm = Pđm

o Đối với máy biến áp hàn :

P'đm = Sđm. cosϕ

o Trong đó :

- P'đm : Công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn.

- đm : Các tham số định mức đã cho trong lý lịch máy.

+ Phụ tải trung bình Ptb :

Phụ tải trung bình Ptb là một đặt trưng tải của phụ tải trong khoảng thời gian nào đó.

Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá thời hạn dưới của

phụ tải tính toán. trong thực tế, phụ tải trung bình được tính toán theo công thức sau:

Ptb = ; Qtb =

Trong đó :

ΔP, ΔQ : Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát (kW,kVAR)

t : Thời gian khảo sát (h).

ñmε

ñmε

ε

tPΔ

tQΔ


Trang _ 7

Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị được tính theo công thức sau:

Ptb = Pi ; Qtb = qi

Biết phụ tải trung bình chúng ta có thể đánh giá được mức độ sử dụng thiết bị.

Phụ tải trung bình là một số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính toán, tính tổn hao

điện năng. Thông thường phụ tải trung bình được xác định ứng với thời gian khảo sát

là một ca làm việc, một tháng hoặc một năm.

+ Phụ tải cực đại Pmax :

Phụ tải cực đại được chia làm hai nhóm :

- Phụ tải cực đại Pmax – phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khoảng thời gian

tương đối ngắn (thường lấy bằng 5,10 hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn

nhất trong ngày. Đôi khi người ta dùng phụ tải cực đại được xác định như trên để làm

phụ tải tính toán.

- Người ta dùng phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất, được chọn

các thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện mật độ dòng kinh tế…

- Phụ tải định nhọn Pđn – phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian 1-2s.

- Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi

động của động cơ, kiểm tra điều kiện làm việc của cầu chì, tính dòng điện của rơle bảo

vệ…

- Phụ tải đỉnh nhọn thường xảy ra khi động cơ khởi động. Chúng ta không

những chỉ quan tâm đến trị số phụ tải đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần suất xuất

hiện của nó. Bởi vì số lần xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn càng tăng thì càng ảnh

hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị dùng điện khác ở trong cùng một

mạng điện.

+ Phụ tải tính toán Ptt :

- Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện.

- Phụ tải tính toán Ptt làphụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ

tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt. Nói một 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.

∑=

n

1i∑=

n

1i


Trang _ 8

Như vậy nếu chọn thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn

(về mặt phát nóng) cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành. Quan hệ giữa

phụ tải tính toán và các phụ tải khác được nêu trong bất đẳng thức sau :

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

+ Hệ số sử dụng :

- Hệ số sử dụng là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất định mức của

thiết bị.

Hệ số sử dụng được tính theo công thức sau :

o Đối với một thiết bị :

o Đối với 1 nhóm có n thiết bị :

- Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị

điện trong một chu kỳ làm việc. Hệ số sử dụng là một số liệu để tính phụ tải tính

toán.

+ Hệ số phụ tải kpt :

- Hệ số phụ tải ( còn gọi là hệ số mang tải) là hệ số giữa công suất thực tế với

công suất định mức. Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong một khoảng thời gian nào

đó.

o Vì vậy :

- Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác thiết bị điện trong thời

gian đang xét.

ñm

tbsd P

Pk =

∑

∑

=

=== n

1iñmi

n

1itbi

ñm

tbsd

P

P

PPk

ñm

tb

ñm

thöïcteápt P

PP

Pk ==


Trang _ 9

+ Hệ số cực đại kmax :

- Hệ số cực đại là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong thời

gian đang xét :

- Hệ số cực đại thường được tính ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số

cực đại phụ thuộc vào hệ số thiết bị hiệu qủa ηhq, vào hệ số sử dụng ksđ và các yếu tố

khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm.

+ Hệ số nhu cầu knc :

- Hệ số nhu cầu là tỷ số giữa phụ tải tính toán với công suất định mức :

Cũng như hệ số cực đại hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác dụng. có khi

knc được tính cho phụ tải phản kháng, những số liệu này ít được dùng hơn. Trong thực

tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại.

+ Số thiết bị hiệu quả nhq :

- Số thiết bị hiệu qủa nhq 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).

- Số thiết bị hiệu quả là một trong những số liệu quan trọng để xác định phụ tải

tính toán.

d. Các phương pháp tính toán phụ tải:

- Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán phụ tải tính toán. những phương

pháp đơn giản tính toán thuận tiện thường kết quả không thật chính xác. Ngược lại,

nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp. Vì vậy tuỳ theo giai

đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp.

tb

ttmax P

Pk =

sdmaxñm

tb

tb

tt

ñm

ttnc k.k

PPx

PP

PPk ===

2n

1iñmi

2n

1iñmi

hq)P(

)P(n

∑

∑

=

==


Trang _ 10

- Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường

dùng nhất.

+ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu :

Công thức tính :

Qtt = Ptt.tgϕ

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm

Do đó :

Trong đó :

Pđi ; Pđmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ I, kW

Ptt; Qtt; Stt : Công suất tác dụng, phản kháng và biểu kiến tính toán của nhóm thiết

bị. Đơn vị là: kW, kVAR, kVA

n : Số thiết bị trong nhóm

- Nếu hệ số công suất cosϕ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì

phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau :

(Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay).

- Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, tính

toán thuận tiện, vì thế đó là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi.

Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác, bởi vì hệ số nhu cầu

knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế

độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.

- Nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ

tải tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác.

∑=

=n

1iñinctt P.kP

ϕcos22 tttttttt

PQPS =+=

∑=

=n

1iñminctt P.kP

n

nn

PPPPPP

+++++

...cos...coscos

21

2211 ϕϕϕ


Trang _ 11

+ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất


Ptt = PoF

Trong đó :

Po : Suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, kW/m2

F : Diện tích sản xuất, m2 (tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất)

- Giá trị Po có thể tra được trong các sổ tay. Giá trị Po của từng loại tải tiêu thụ

do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có).

- Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong

giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng có

mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí,

dệt, sản xuất ô tô, vòng bi…

+ Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn sản phẩm :


Trong đó :

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng)

wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. kWh/đơn vị sản phẩm

Tmax : thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

- Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện, có đồ thị phụ tải

ít

biến đổi như : quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân…Khi đó phụ tải tính

toán bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chính xác.

max

0.T

wMPtt =


Trang _ 12

+ Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb

(còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)

- Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã

nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương

pháp

tính theo hệ số sực đại


Ptt = kmax.ksd.Pđm

Trong đó :

Pđm : Công suất định mức, W

kmax, ksd : Hệ số cực đại và hệ số sử dụng

- Hệ số sử dụng ksd của các nhóm máy có thể tra trong sổ tay.

- Phương pháp này có kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị

hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số

lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về

chế độ làm việc của chúng.

- Khi tính phụ tải theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng

các công thức gần đúng như sau :

- Trường hợp n ≤ 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được theo công thức :

Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì :

Trong trường hợp n > 3 và nhq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo công thức :

∑=

=n

1iñmitt PP

875,0SS ñmñm

ttε

=

∑=

=n

iñmiptitt PkP

1.


Trang _ 13

Trong đó :

kpti : Hệ số phụ tải của từng máy

Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau:

kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.

kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn và lặp lại.

Nếu 4 ≤ nhq ≤ 10 thì

Ptt = kmaxksdPđmΣ = kmaxPtb

Qtt = 1,1Qtb

Nếu nhq > 10

Qtt = Qtb

III/. PHÂN NHÓM VÀ TÍNH TOÁN:

Ở phần Ia ta đã phân nhóm các máy theo sự bố trí các thiết bị trên mặt bằng dây

chuyền công nghệ – ta tính toán phụ tải theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình

(còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả). Trong phần tính toán này ta tra bảng phụ

lục PLI6 sách "Thiết kế cung cấp điện". của Ngô Hồng Quang, và Vũ Văn Tẩm .để

chọn hệ số kmax

Ta tính toán một vài nhóm tiêu biểu còn các nhóm khác cũng tính tương tự và

cho kết quả trong bảng phụ tải tính toán.

1. Tính toán cho nhóm máy sợi con:

Nhóm máy sợi con được chia làm 3 cụm nhỏ, mỗi cụm gồm 10 máy sợi con và

2 quạt hút bụi di động – Quạt hút bụi di động chạy trên đường ray phía trên máy sợi

con. Vì các máy sợi con đều giống nhau, các quạt hút bụi cũng giống nhau. Nên ta tính

cho 1 cụm còn các cụm kia được lấy giá trị tương tự.


Trang _ 14

A2,3895,0.8,0.38,0.3

12,19.cos.U.3

PIñm

ñmñm ===

ηφ

Tên thiết bị Ký hiệu trên

mặt bằng Công suất (kW)

Số

lượng

cosϕ Hệ số sử

dụng ksd tgϕ

Máy sợi con 7 19,12 10 0,8

0,75 0,75

Quạt hút bụi di động 8 3 2 0,8

0,75 0,75

Số thiết bị hiệu quả của cụm máy :

Với nhq và ksd tra bảng PLI6 [Thiết kế cung cấp điện". của Ngô Hồng Quang, và

Vũ Văn Tẩm] ta có kmax = 1,1.

Công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến tính toán của cụm máy :

Pttnh = kmax.ksd.∑Pđm = 1,10,75.(10.19,12+2.3) = 162,7 kW

Qttnh = Ptb.tgϕ = ksd.∑Pđm.tgϕ = 0,75.197,2.0,75 = 110,9 kVAR

Dòng điện tính toán của nhóm :

Dòng điện định mức của một máy sợi con :

Dòng điện mở máy của máy sợi con :

Imm = 5Iđm = 5 x 38,2 = 191 A

kVAQPS ttnhttnhttnh 9,1969,1107,162 2222 =+=+=

A2,29938,0.39,196

U.3SI

ñm

ttnhttnh ===


Trang _ 15

A6,595,0.8,0.38,0.3

3.cos.U.3

PIñm

ñmñm ===

ηφ

Dòng điện định mức của quạt hút bụi di động :

Dòng điện mở máy của quạt hút bụi di động :

Imm = 5.Iđm = 5.5,6 = 28 A

2. Tính toán nhóm máy ở xưởng sửa chữa cơ khí:


mặt bằng

Công suất

kW

Số

lượng

Hệ số

cosϕ/tgϕ

Hệ số sử

dụng ksd

Máy tiện 17 5,5 1 0,8/0,75 0,2

Máy khoan 18 0,75 1 0,8/0,75 0,2

Máy cắt 19 3,5 1 0,8/0,75 0,25

Máy hàn 20 13 1 0,52/1,64 0,3

Mái mài 25 2,8 1 0,8/0,75 0,2

Số thiết bị hiệu quả của nhóm :

Hệ số sử dụng của nhóm :

( ) 48,255,375,05,5

8,255,375,05,5

P

Pn 22222

2

5

5i

2ñmi

25

5iñmi

hq ≈++++

++++=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=

∑

∑

=

=

( )

∑

∑

=

==5

1iñmi

5

1iñmisdi

sdnh

P

P.kk


Trang _ 16

Hệ số công suất trung bình của nhóm:

⇒ tgϕnh = 0,96

Trong các phép tính toán ở trên ta đã qui đổi công suất của máy hàn về chế độ

làm việc dài hạn theo công thức:

Với nhq và ksd của nhóm, ta có hệ số kmax của nhóm kmax = 2,54

Công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến tính toán của nhóm :

Dòng điện tính toán của nhóm :

24,08,255,375,05,5

8,2.2,05.3,05,3.25,075,0.2,05,5.2,0ksdnh =++++

++++=

kVAQPS ttnhttnhttnh 8,1646,657,15 2222 =+=+=

A6,2538,0.38,16

U.3S

Iñm

ttnhttnh ===

∑

∑

=

== 5

1iñmi

5

1iñmii

nhP

P.φcosφcos

72,058,25,375,05,5

5.52,0)8,25,375,05,5(8,0=

++++++++

=

ñmñmñm εφcos.S'P =

kW57,1555,25.24,0.54,2P..kk P5

1iñmsdmaxttnh === ∑

=

kVARtg nh 46,696,0.55,25.24,0.1,1.P..k1,1Q Q5

1iñmsdtbttnh === ∑

=

φ


Trang _ 17

Dòng điện định mức và mở máy của máy tiện :

Imm = 5.Iđm = 5.11 = 55 A

Dòng điện định mức và mở máy của máy khoan :

Imm = 5.Iđm = 5.1,6 = 8 (A)

Dòng điện định mức và mở máy của máy cắt :

Imm = 5.Iđm = 5.7 = 35 A

Tính tương tự ta có dòng định mức của máy hàn, máy mài là 45,45A và 5,6A

A1195,0.8,0.38,0.3

5,5φcos.U.3

PIñmñm

ñm ===η

A6,195,0.8,0.22,0

75φcos.U

PIñm

ñmñm ===

η

A795,0.8,0.38,0.3

5,3.cos.U.3

PIñmñm

ñm ===η


Trang _ 18

3.Tính toán cho nhóm máy thiết bị thuộc khối văn phòng – phòng bảo trì I

và các quạt hút:


mặt bằng

Công suất

kW

Số

lượng

Hệ số

cosϕ/tgϕ

Hệ số nhu

cầu knc

Máy mài kim 15 1,5 1 0,8/0,75 0,2

Máy dập kim mui 16 3 1 0,8/0,75 0,2

Bơm nước chữa cháy 21 11,25 1 0,8/0,75 0,10

Máy điều hòa 23 2,2 2 0,8/0,75 0,6

Máy kiểm tra chất

lượng sợi 24 0,373 1 0,8/0,75 0,3

Quạt hút gắn tường 27 1 5 0,8/0,75 0,8

Quạt hút (kênh ngầm) 28 30 1 0,8

Ta tính toán nhóm theo phương pháp hệ số nhu cầu knc và công suất đặt

Pttnh = knc.Pd = 0,2.1,5+0,2.3+0,1.11,25+0,6.2.2,2+0,3.0,373+0,8.5.1+0,8.30 = 32,78 kW

Qttnh = Pttnh.tgϕ = 32,78.0,75 = 24,5 kVAR

Công suất biểu kiến tính toán của nhóm :

Sttnh = kVAQP ttnhttnh 9,405,2478,32 2222 =+=+

Dòng điện tính toán của nhóm máy :

A2,6238,0.39,40

U.3S

Iñm

ttnhttnh ===


Trang _ 19

Dòng điện định mức và mở máy của máy mài kim:

Imm = 5.Iđm = 5. 3 = 15 A

Dòng điện định mức và mở máy của máy dập kim mui:

Imm = 5.Iđm = 5.6 = 30 A

Dòng điện định mức và mở máy của bơm chữa cháy :

Imm = 5.Iđm = 112,5 A

Dòng điện định mức và mở máy của máy kiểm tra chất lượng sợi :

Imm = 5.Iđm = 5.2,35 = 11,75 A

Dòng điện định mức và mở máy của máy điều hòa :

Iđm = ACosUP

đm

đm 16,1395,0.8,0.22,0

2,2..

==ηϕ

Imm = 5.Iđm = 65,8 A

A395,0.8,0.38,0.3

5,1φcos.U.3

PIñmñm

ñm ===η

A5,2295,0.8,0.38,0.3

25,11φcos.U.3

PIñm

ñmñm ===

η

A35,295,0.8,0.38,0.3

373,0φcos.U.3

PIñm

ñmñm ===

η

A695,0.8,0.38,0.3

3cos.U.3

PIñmñm

ñm ===φη


Trang _ 20

Dòng điện định mức và mở máy của quạt hút gắn tường :

Imm = 5.Iđm = 5.2 = 10 A

Dòng điện định mức và mở máy của quạt hút (kênh ngầm) :

Imm = 5.Iđm = 5.60 = 300 A

(SAU ĐÂY LÀ BẢNG PHỤ TẢI ĐIỆN TÍNH TOÁN CỦA

CÁC NHÓM MÁY)

A295,0.8,0.38,0.3

1φcos.U.3

PIñmñm

ñm ===η

A6095,0.8,0.38,0.3

30φcos.U.3

PIñm

ñmñm ===

η


Trang _ 21

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

I/. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG:

1. Đặt vấn đề chung:

- Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng chiếu

sáng nhân tạo. Hiện nay người ta thuờng dùng điện để chiếu sáng nhân tạo. Sỡ dĩ như

vậy là vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm :

- Thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần

giống ánh sáng tự nhiên.

- Thiết kế và thực hiện việc chiếu sáng đòi hỏi phải hiểu rõ về vật liệu lắp đặt và

thông thuộc qui tắc an toàn chống tai nạn ở những nơi công cộng.

- Trên thực tế thực hiện việc chiếu sáng đúng đắn trong trường hợp xảy ra hỏa

hoạn hay tai nạn là rất quan trọng, do đó làm giảm tâm lý hỏang sợ và cho phép thực

hiện công việc bảo đảm an toàn.

2. Nội dung:

Nội dung bao gồm :

- Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng.

- Lựa chọn độ rọi yêu cầu.

- Chọn hệ chiếu sáng.

- Chọn nguồn sáng.

- Chọn bộ đèn.

- Lựa chọn chiều cao treo đèn.

- Xác định các thông số kỹ thuật ánh sáng.

- Xác định quang thông tổng của các bộ đèn.

- Xác định số bộ đèn.

- Phân bố các bộ đèn.

- Kiểm tra đội rọi trung bình trên bề mặt làm việc.


Trang _ 22

a. Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng:

Đối tượng chiếu sáng được nghiên cứu theo các góc độ :

- Hình dạng, kích thước, các bề mặt, các hệ số phản xạ các bề mặt, màu sơn,

đặc điểm và sự phân bố các đồ đạc, thiết bị…

- Mức độ bụi, ẩm, rung, ảnh hưởng của môi trường.

- Các điều kiện về khả năng phân bố và giới hạn.

- Đặc tính cung cấp điện (nguồn ba pha, một pha).

- Loại công việc tiến hành.

- Độ căn thẳng công việc.

b. Chọn hệ thống chiếu sáng:

Các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng tới chọn hệ chiếu sáng :

- Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng.

- Đặc điểm, cấu trúc căn nhà và sự phân bố của thiết bị.

- Khả năng kinh tế và điều kiện bảo trì…

c. Lựa chọn độ rọi yêu cầu:

Việc chọn độ rọi yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố sau :

- Loại công việc, kích thước các vật, sự sai biệt của vật vào hậu cảnh.

- Mức độ căn thẳng của công việc.

- Lứa tuổi người sử dụng.

- Hệ chiếu sáng.

Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên toàn diện tích sản

xuất của phân xưởng. Trong hình thức chiếu sáng này, thông thường các bóng đèn

được treo cao trên trần nhà theo một qui luật nào đó để tạo nên độ rọi trong phân

xưởng.

x

x

x

x x

x x

x

x

xx

x

x

x

x

x

xx

xx

x

x


Trang _ 23

- Chiếu sáng chung được dùng trong các phân xưởng có diện tích làm việc

rộng, có yêu cầu về độ rọi gần như nhau tại một điểm trên bề mặt nào đó.

- Chiếu sáng chung còn được sử dụng phổ biến ở các nơi mà ở đó quá trình

công nghệ không đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng như ở phần xưởng rèn, một

hành lang, đường…

o Chiếu sáng cục bộ : ở những nơi cần quan sát chính xác tỉ mỹ phân biệt rõ

các chi tiết… thì cần có độ rọi cao mới làm việc được. Muốn vậy phải dùng phương

pháp cục bộ nghĩa là đặt đèn vào nơi cần quan sát.

o Chiếu sáng hổn hợp : là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung với

chiếu sáng cục bộ. Nó được dùng khi phân biệt màu sắc, độ lồi lõm, hướng sắp xếp các

chi tiết…

d. Chọn nguồn sáng:

Chọn nguồn chiếu sáng phụ thuộc :

- Nhiệt độ màu của nguồn theo biểu đồ Kruithof :

- Đây là tiêu chuẩn chọn nguồn sáng đầu tiên để thực hiện độ rọi đã cho trong

môi trường tiện nghi. Quan hệ này được cho theo biểu đồ Kruithof nó sẽ tạo nên một

điều kiện tiên nghiệm trong tất cả chiếu sáng nhân tạo.

50

100

7000

200 300 400 500 1000 1500 2000

6000 5000 4000 3000 2000

Nhiệt độ màu Kelvin

Môi trường tiện nghi trong vùng gạch chéo

Độ rọi theo Lux


Trang _ 24

- Các tính năng của nguồn sáng : Đặc tính điện (điện áp, công suất),kích thước,

hình dạng bóng đèn.

- Mức độ sử dụng :

Chiếu sáng bình thường: (Chiếu sáng làmviệc) là loạichiếu sáng thông thường

hàng ngày.

Chiếu sáng sự cố : Phải bảo đảm cho việc di tản người ra khỏi vùng có tai nạn

trong trường hợp hệ chiếu sáng bình thường bị mất. Hơn nữa, chiếu sáng sự cố phải hổ

trợ được cho các hoạt động đảm bảo an toàn.

Chiếu sáng dự phòng : Để thay thế chiếu sáng bình thường khi có sự cố. Loại

chiếu sáng này cho phép tiếp tục công việc hàng ngày bình thường hoặc ít nhiều tùy

theo đặc điểm thiết kế và thời gian mất hệ chiếu sáng bình thường.

Hệ thống chiếu sáng sự cố phải tự hoạt động ngay khi hệ chiếu sáng dự phòng

không làm việc được nữa.

- Nhiệt độ môi trường.

- Kinh tế.

e. Chọn bộ đèn: Việc chọn bộ đèn dựa trên :

- Tính chất môi trường xung quanh.

- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng, sự giảm chói :

Hạn chế sự lóa mắt, giảm độ chói của nguồn bằng cách chọn góc bảo vệ, chọn

chiều cao treo đèn sao cho phù hợp. Độ chói phân bố đồng đều trong phạm vi bề mặt

làm iệc phụ thuộc vào các dạng chiếu sáng, sự phân bố ánh sáng và bố trí đèn.

- Các cấp độ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC.

- Kinh tế.

f. Lựa chọn chiều cao treo đèn:

Tùy theo :

- Đặc điểm của đối tượng.

- Loại công việc.

- Loại bóng đèn.

- Sự giảm chói.


Trang _ 25

- Bề mặt làm việc.

- Độ tương phản giữa vật và nền:

+ Khi độ chói của vật và nền khác nhau ít, độ tương phản khoảng 0.2

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau ở mức độ trung bình, độ tương phản

trung bình : khoảng 0,2 đến 0,5.

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau rõ rệt, độ tương phản lớn: khoảng 0,5

- Mức độ sáng của nền :

o Nền xem nhu tối : khi hệ số phản xạ của nền ≤ 0,3

o Nền xem như sáng : khi hệ số phản xạ của nền > 0,3

g. Xác định các thông số kỹ thuật ánh sáng:

- Tính chỉ số địa điểm : đặc trưng cho kích thước hình học của địa điểm :

Với : a,b : Chiều dài và rộng của căn phòng.

htt : Chiều cao h tính toán

- Tính hệ số bù :

o Chọn hệ số suy giảm quanh thông δ1: Tuỳ theo loại bóng đèn.

o Chọn hệ số suy giảm quanh thông do bụi bẩn δ2 : Tuỳ thuộc theo mức độ

bụi, bẩn, loại khí hậu, mức độ kín của bộ đèn.

Hệ số bù : d =

- Tính tỷ số treo : Nếu htt là chiều cao của nguồn so với bề mặt hữu ích và h' là

khoảng cách từ đèn đến trần, ta có thể xác định tỷ số treo j theo :

)ba(habk

tt +=

tth'h'hj

+=

21

1δδ


Trang _ 26

Thông thường nên chọn h cực đại bởi vì :

- Các đèn càng xa với thị trường theo chiều ngang càng làm giảm nguy cơ gây

loá mắt.

- Các đèn có công suất lớn hơn và do đó có hiệu quả ánh sáng tốt hơn.

- Các đèn có thể cách xa nhau hơn, do đó làm giảm số đèn.

- Tuy nhiên đối với chiếu sáng bán trực tiếp hoặc chiếu sáng hỗn hợp hay ở các

địa điểm công nghiệp rất cao, cần chấp nhận một chiều cao treo đèn h' cho phép hoặc

phản chiếu lên trần, hoặc để giảm thể tích chiếu sáng của địa điểm đến phần thật sự có

ích.

+ Xác định hệ số sử dụng :

- Dựa trên các thông số ; loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, hệ số phản xạ

trần, tường, sàn, ta chọn được giá trị hệ số sử dụng trong các catologe về chiếu sáng.

Từ đó xác định hệ số sử dụng U :

U = ηdud + ηiui

ηd, ηi : là hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn.

ud, ui : là hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp.

h. Xác định quang thông tổng yêu cầu:

- Quang thông φ (Lumen, Lm) :

Đơn vị cường độ sáng Candela do nguồn phát theo mọi huớng tương ứng với đơn vị

quang thông tính bằng Lumen là quang thông do nguồn này phát ra trong một góc mở

bằng một Steradian. Do đó nếu ta biết sự phân bố cường độ ánh sáng của một nguồn

trong không gian, ta có thể suy ra quang thông của nó.

- Độ rọi E (Lux. Lx);

Người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên một bề mặt là độ rọi, có đơn vị là lux

2

2 m/lm1lux1hoaëc)m(S)lm(Φ)Lx(E ==


Trang _ 27

Khi sự chiếu sáng trên bề mặt không đều, nên tính trung bình số học ở các điểm

khác nhau để tính độ rọi trung bình. Sau đây là một số giá trị thông thường khi sử dụng

chiếu sáng tự nhiên hoặc nhân tạo :

o Ngoài trời buổi trưa trời nắng : 100.000 Lx

o Trời có mây : 2000 10.000 Lx

o Phòng làm việc : 400 600 Lx

o Nhà ở : 150 300 Lx

o Phố được chiếu sáng : 20 50 Lx

Ta có biếu thức xác định quang thông tổng yêu cầu :

Với :

Etc : Độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn (Lx)

S : Diện tích bề mặt làm việc (m2)

d : Hệ số bù

φyc : Quang thông tổng của các bộ đèn

i. Xác định bộ đèn:

Số bộ đèn được xác định bằng cách chia quang thông tổng các bộ các bộ đèn

cho số quang thông một bộ đèn. Tuỳ thuộc vào số đèn tính được ta có thể làm tròn lớn

hơn hoặc nhỏ hơn để tiện việc phân chia thành các dãy. Tuy nhiên sự làm tròn ở đây

không được vượt quá khoáng cho phép:(-10% 20%)

Nếu không số bộ đèn lựa chọn sẽ không đảm bảo đủ độ rọi yêu cầu (hoặc quá

cao hoặc quá thấp).

Với : φΣ : Tổng quang thông các bóng trong 1 bộ đèn

÷

÷

÷

÷

USdEΦ tc

yc =

ΣΦycΦNboäñeøn =


Trang _ 28

Kiểm tra sai số quang thông không được vượt quá khoảng cho phép:

(-10% ÷20%)

Sai số quang thông được tính :

j. Phân bố các loại đèn:

- Dựa trên các yếu tố :

Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói.

Đặc điểm kiến trúc của đối tượng, phân bố đồ đạc.

Thỏa mãn các yêu cầu về khoảng cách tôi đa giữa các dãy và giữa các đèn

trong một dãy.

Dễ vận hành và bảo trì.

k. Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Cần kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc ban đầu và sau một năm

ứng với số bộ đèn ta lựa chọn :

II./ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG:

1. Phương pháp hệ số sử dụng:

a) Ý nghĩa:

Dùng để xác định quang thông của các đèn trong chiếu sáng chung đồng đều theo

yêu cầu của độ rọi cho trước trên bề mặt phẳng nằm ngang có kể đến sự phản xạ ánh

sáng của trần và tường. Không dùng phương pháp hệ số sử dụng để tính toán chiếu

sáng cục bộ, chiếu sáng bên ngoài.

%100Φ

ΦΦN%Φ

yc

ycboäñeønboäñeøn −=Δ

SdUΦN

E boäñeøntb

Σ=


Trang _ 29

b) Công thức tính toán:

Được trình bày ở mục 2 của phần I, nhưng ta có thể tóm tắt lại như sau:

Tập hợp các đèn phát xạ quang thông tổng yêu cầu :

Sự già hoá của các bóng đèn cũng như sự bám bẩn của chúng làm thay đổi chất

lượng quang học của các bộ đèn, dẫn đến việc cần đưa vào sử dụng thiết bị có độ

rọi thỏa mãn sau một năm làm việc là thời gian cần phải lau thiết bị chiếu sáng.

Tuỳ theo mức độ hoạt động khu vực chiếu sáng, người ta chấp nhận sự phủ bụi làm

giảm quang thông như sau :

Địa điểm sạch (văn phòng, lớp học…) : 0,9

Địa điểm công nghiệp (không khí, kho…) :0,8

Địa điểm ô nhiễm (xưởng cưa, nơi có khói…) : 0,7

- Kích thước hình trụ của địa điểm được đặc trưng bằng chỉ số k, gọi là chỉ số

địa điểm :

(0,6 ≤ k ≤ 5)

Tỷ số treo :

Các giá trị gần đúng về hệ số phản xạ của trần, tường và sàn :

- Màu trắng sáng, thạch cao trắng : 80%

- Các màu rất sáng, màu trắng nhạt : 70%

- Màu vàng, xanh lá cây sáng, màu xi măng : 50%

- Các màu rực rỡ, gạch : 30%

- Các màu tôi, kính : 10%

- Kiểm tra sai số quang thông :

íidd

tctcyc

uηuηSdE

USdEΦ

+==

)ba(habk

tt +=

tth'h'hJ

+=

%100N

%yc

ycboäñeønboäñeønΦ

ΦΦΔΦ

−=


Trang _ 30

2. Phương pháp đơn vị công suất:

a) Ý nghĩa:

Trong phương pháp này chủ yếu là dùng phương pháp tra sẵn về trị số đơn vị

công suất, mà không cần tiến hành các trình tự tính toán theo kỹ thuật chiếu sáng cũng

có thể xác định được tổng cộng công suất của tất cả các đèn dùng trong chiếu sáng

chung đồng đều.

Trong trường hợp phòng được chiếu sáng chiung đồng đều có kích thước lớn

thì kết qủa đạt được khá chính xác.

b) Tính chất cơ bản:

Đơn vị công suất :

Trong đó :

Sp : Diện tích phòng được chiếu sáng. Theo công thức này ta tính được tổng

công suất ΣPđ của tất cả các đèn dự kiến sẽ được chiếu sáng chung đồng đều toàn bộ

diện tích Sp của phòng được chiếu sáng.

Dựa vào công suất tiêu chuẩn của đèn Stc-đ để xác định số lượng cần :

p

ñSPP Σ

=

ptcñ SxPP =Σ

dtc

ññ P

Pn−

=Σ


Trang _ 31

III./ TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG LÀM VIỆC KHU VỰC NHÀ XƯỞNG:

1. Tính toán phân bố đèn:

a. Thiết kế chiếu sáng khu vực máy chải thô - ghép – sợi thô .

Kích thước :

- Chiều dài : a = 40,5m

- Chiều rộng : b = 32m

- Chiều cao : H = 5m

- Diện tích : S = 1296m2

Màu sơn :

- Trần : Trắng - Hệ số phản xạ trần ρtr = 0,7

- Tường : Vàng nhạt - Hệ số phản xạ tường ρg = 0,5

- Nền : Xi măng - Hệ số phản xạ ρn = 0,3

Độ rọi yêu cầu : Etc = 160 Lux

Chọn hệ chiếu sáng : Chung đều.

Chọn nhiệt độ màu Tm = 2900 ÷ 4800oK

Chọn bóng đèn : 1,2m - Huỳnh Quang

Tm = 36000K ; Pđ = 40W ; φđ = 3000lm

Chọn bộ đèn loại DI2L36

Cấp bộ đèn/Hiệu suất : 0,54D + 0,24T

Số đèn/1bộ : 2 ; Quang Thông càc bóng trên 1 bộ: 6000lm/bộ

Phân bố các bộ đèn

Cánh trần h’ = 0,5m

Bề mặt làm việc h = 1m

Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc

htt = H – h’ – h = 5-0,5-1 = 3,5 (m)


Trang _ 32

Chỉ số địa điểm :

Hệ số bù d : Tra bảng 3 sách " Kỹ thuật chiếu sáng " của Dương Lan

Hương. Với đèn Huỳnh Quang làm việc trong môi trường bụi ta chọn d = 1,45

Chỉ số treo :

Hệ số sử dụng : U = ηd x ud + ηi ui

Từ cấp bộ đèn 0,54D + 0,24T ta có :

- ηd = 0,54 là hiệu suất trực tiếp của bộ đèn.

- ηi = 0,24 là hiệu suất gián tiếp của bộ đèn.

Từ các hệ số phản xạ, chỉ số địa điểm k, chỉ số treo J. tra bảng 9 sách “kỹ thuật chiếu

sáng” của Dương Lan Hương.

Với bộ đèn cấp D và T ta có được :

ud = 1,1 và ui = 0,7

ud và ui là hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp.

Ta có hệ số sử dụng U = 0,54.1,1 + 0,24.0,7 = 0,76

Quang thông tổng :

Xác định số bộ đèn:

Ta chọn 72 bộ

Ta bố trí thành 9 dãy đèn mỗi dãy 8 bộ.

5)325,40(5,3

32.5,40)ba(h

abktt

=+

=+

=

125,045,0

5,35,0

'hh'hJ

tt===

+=

)lm(39562176,0

45,1.1296.160U

Sd.Etctoång ===Φ

boä9,656000

395621Φ

ΦN

boä1/caùcboùng

toångboäñeøn ===


Trang _ 33

o Kiểm tra sai số Quang Thông :

Sai số này chấp nhận được.

o Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Độ rọi này chấp nhận được.

o Kiểm tra khoảng cách giữa các dãy đèn (Lngang) và khoảng cách giữa các đèn (Ldọc)

so với chiều cao tính toán :

Cách bố trí các đèn như sau :

%100.N

%toång

toångboä1/caùcboùngboäñeøn

Φ

ΦΦΔΦ

−=

%2,9%100395621

3946216000.72% =−

=ΔΦ

SdU..N

E boä1/caùcboùngboäñeøntb

Φ=

)lux(7,17445,1.1296

76,0.6000.72Etb ==

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – –

– – – – – – – – – – – – – – – –

32m

40,5

m

x y

9 dãy đèn

8 bộ đèn/1 dãy


Trang _ 34

Ta có : 8y + y/2 + y/2 = 40,5m

⇒ y = 4,5m

Lngang = 4,5 (m)< 1,3htt = 1,3.3,5 = 4,55 (m)

7x + x/2 + x/2 + 8.1,2 = 32m

→ x = 2,8 (m)

Ldọc = x+1,2 = 2,8 + 1,2 = 4 (m) <1,2htt = 1,2.3,5 = 4,2 (m)

Ldọc < Lngang

Như vậy các điều kiện trên đều thỏa.

b. Tính toán chiếu sáng cho gian máy bông .

Kích thước :

- Chiều dài : a = 32,4m

- Chiều rộng : b = 19,5m

- Chiều cao : H = 6.8m


Màu sơn :

- Trần : Trắng - Hệ số phản xạ trần ρtr = 0,7

- Tường : Vàng nhạt - Hệ số phản xạ tường ρtg = 0,5

- Nền : Xi măng - Hệ số phản xạ nền ρn = 0,3

o Chọn độ rọi theo yêu cầu : Etc = 160Lux

o Chọn hệ chiếu sáng : chung đều

o Chọn nhiệt độ màu: 2700 37000K

o Chọn đèn bóng 1,2m Huỳnh Quang

Tm = 36000K ; φd = 3000 lm ; Pđ = 40W

- Chọn loại đèn loại DI2 L36

- Cấp bộ đèn/hiệu suất : 0,54D + 0,24T

- Số đèn/1bộ : 2 ; quang thông các bóng/1 bộ : 6000lm/1bộ

o Phân bố các bộ đèn :

- Cách trần : h' = 0,8m

- Bề mặt làm việc h = 1m

÷


Trang _ 35

o Chiều cao treo đèn so vớibề mặt làm việc :

htt = H-h-h' = 6,8-0,8-1 = 5m

o Chỉ số địa điểm :

o Hệ số bù d = 1,45 theo bảng 3 sách "Kỹ thuật chiếu sáng" của Dương Lan Hương.

o Chỉ số treo :

o Hệ số sử dụng :

U = ηd .ud + ηi.ui

Từ cấp bộ đèn : 0,54D +0,24T

Ta có ηd = 0,54 là hiệu suất trực tiếp của bộ đèn.

ηi = 0,24 là hiệu suất gián tiếp của bộ đèn.

Từ các hệ số phản xa ρtr ; ρtg ; ρn chỉ số địa điểm k và chỉ số J tra bảng 9 sách " Kỹ

thuật chiếu sáng" của Dương Lan Hương với bộ đèn cấp D và T ta có được:

ud = 0,97 ; ui = 0,64

udi ; ui là hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp.

Ta có hệ số sử dụng ; U = 0,54.0,97 + 0,24.0,64 = 0,67

o Quang Thông tổng :

o Xác định số bộ đèn : Nbộ đèn = 01,36000.6

64,216071

1

==∠ bôcacbong

tông

φφ

Ta chọn 36 bộ và bố trí thành 04 dãy mỗi dãy 9 bộ

4,2)5.1932(5

5,19.32)ba(h

b.aktt

=+

=+

=

13,08,05

8,0'hh

'hJtt

=+

=+

=

)Lm(64,21607167,0

45,1.624.1600U

.Sd.EΦ tctoång ===


Trang _ 36

o Kiểm tra sai số quang thông :

Δφ% =

Điều này chấp nhận được.

Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt được chiếu sáng :

Etb

o Kiểm tra khoảng cách giữa các dãy đèn (Lngang và khoảng cách giữa các đèn (Ldọc)

so với chiều cao tính toán :

Sơ đồ bố trí các đèn như sau :

Ta có :

⇒ y = Lngang = 4,876m < 1,3htt = 1,3.5 = 6,5 (m)

toång

toångboäñeøn1/caùcboùngboäñeøn

Φ

ΦΦN −%03,0

2160716464,2160716000.36

−=−

d.SU.ΦN boäñeøn1/caùcboùngboäñeøn=

)Lux(95,15945,1.624

67,0366000=

−=

m5,192y

2yy3 =++

32,4m

– – – – – – – – –

– – – – – – – – –

– – – – – – – – –

– – – – – – – – –

9 bộ/1 dãy

y

4 dãy x

19.5

m


Trang _ 37

⇒ x = 2,4 (m)

Ldọc = x + 1,2 = 2,4 + 1,2 = 3,6m < 1,2 htt = 1,2.5 = 6m

Như vậy các điều kiện trên điều thỏa

c. Tính toán chiếu sáng đối với khu vực văn phòng.

+ Phòng quản đốc :

Kích thước :

- Chiều dài : a = 8m

- Chiều rộng : b = 4m

- Chiều cao : H = 4m


Màu sơn :

- Trần : Trắng Hệ số phản xạ của trần ρtr = 0,7

- Tường : Xanh nhạt Hệ số phản xạ của tường ρtg = 0,5

- Nền : Vàng xám Hệ số phản xạ của nền ρn = 0,3

Chọn độ rọi yêu cầu : Etc = 200Lux

Chọn hệ chiếu sáng : Chung đều

Chọn nhiệt độ màu : Tm = 2900 ÷ 48000 K

Chọn bóng đèn : 1,2m Huỳnh Quang

Tm = 36000 K ; Pd= 40W ; φd = 3000lm

Chọn bộ đèn loại : DI2L36

- Cáp bộ đèn/hiệu suất 0,54D + 0,24T

- Số đèn/1 bộ : 2 ; quang thông các bóng/1 bộ : 6000 lm

Phân bố các bộ đèn :

o Cách trần h' = 0m (bắt sát trần)

o Bề mặt làm việc : h = 0,8m

o Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc

htt = H-h' - h = 4 - 0,8 = 3,2(m)

4,322,1.92x

2xx8 =+++


Trang _ 38

Chỉ số địa điểm : k = 83,0)84(2,3

8.4)(

.=

+=

+ bahba

tt

o Hệ số bù : d = 1,25 tra bảng 3 sách "Kỹ thuật chiếu sáng" của Dương Lan Hương .

Chỉ số treo j = 0 (sát trần)

Hệ số sử dụng : U = ηd.ud + ηi.ui

Từ cấp bộ đèn : 0,54D + 0,24T

Ta có : ηd = 0,54 ; ηi = 0,24

Từ hệ số phản xạ ρtr ; ρtg ; ρn ;chỉ số địa điểm k chỉ số treo J tra bảng 9 sách "Kỹ thuật

chiếu sáng" của Dương Lan Hương với bộ đèn cấp D&T

Ta có : ud = 0,64 ; ui = 0,38

o Hệ số sử dụng U = 0,54.0,64 + 0,24.0,38 = 0,44

o Quang thông tổng :

o Xác định số bộ đèn :

Chọn Nbộ đèn = 3 bộ

o Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc :

Điều này chấp nhận được.

o Ta bố trí đèn như sau :

Các khu vực còn lại cũng tính tương tự và ta có kết quả cho trong bảng tính

)lm(8,1818144,0

25,1.32.200U

Sd.EΦ tctoång ===

boä03,36000

8,18181äΦ

ΦN

boä1/eøncaùcboùngñ

toångboäñeøn ===

)lux(19825,1.32

44,0.6000.3d.S

U.Φ.NE boä1/caùcboùngboäñeøn

tb ===

1.3m 2.7m 2.7m 1.3m

8m

4m


Trang _ 39

BẢNG PHÂN BỐ ĐÈN CHO NHÀ XƯỞNG

STT Tên khu vực Diện tích

(m2) Độ rọi (Lux)

Số bộ đèn

Phân bố (bộ/1dãy)

x/y (m/m)

Chiều cao treo đèn (m)

1 Máy chải thô, ghép,

sợi thô 40,5 x 32,4 160 72 8bộ/1dãy 2,8/4,5 4,5

2 Sợi con 68 x 24 350 231 7bộ/1dãy 3,6/3,9 4,5

3 Đánh ống 32 x 8,4 350 36 12bộ/1dãy 2,5/2,6 4,5

4 Đóng gói-bao bì 28 x 8,4 180 15 5bộ/1dãy 4/2,6 4,5

5 Máy bông 40,5 x 32 160 36 9bộ/1dãy 2,4/4,8 5,8

6 Phòng quản đốc 8 x 4 200 3 3bộ/1dãy Hình vẽ 4

7 Phòng thí nghiệm 8 x 4 200 3 3bộ/1dãy Hình vẽ 4

8 Kho chứa bông 16 x8 75 4 4bộ/1dãy Hình vẽ 4

9 Quạt+máy ép kiện 16 x8 75 4 4bộ/1dãy Hình vẽ 5

10 Hành lang 68 x 2 150 8 8bộ/1dãy Hình vẽ 5

11 Phòng bảo trì số I 8 x 5 160 3 3bộ/1dãy Hình vẽ 4

12 Phòng bảo trì số II 10 x 5 160 4 4bộ/1dãy Hình vẽ 4

13 Xưởng sửa chữa cơ

khí 10 x 5 160 4 4bộ/1dãy Hình vẽ 4

14 Phòng máy nén 10 x 5 85 2 2bộ/1dãy Hình vẽ 4

15 Kho vật tư 8 x 6 90 2 2bộ/1dãy Hình vẽ 4

16 Nhà vệ sinh 1 5 x 4,2 95 1 1bộ/1dãy Hình vẽ 4

17 Nhà vệ sinh 2 5 x 4,2 95 1 1bộ/1dãy Hình vẽ 4

18 Quạt hút gió nóng 5 x 4 95 1 1bộ/1dãy Hình vẽ 4

19 Buồng quạt gió

(Kênh ngầm) 8 x 5 60 1 1bộ/1dãy Hình vẽ 4

Tổng cộng số bộ đèn là : 432


Trang _ 40

Phân bố đèn ở các khu vực

–

–

–

– –

– – ––

– –––

– –

– ––

–––

–––

– – – – – – – –

4,2m 4,2m 4m 10m 10m

10m

5m 6m

8m

8m

5m

8m

4m

8m

4m

16m

8m

16m

2m 4m

1,3m 2,7m

2m 4m1,25m

2,5m

2,5m 5m

Nhà vệ sinh Buồng quạt hút Phòng máy nén Phòng bảo trì Số II

Xưởng sữa chữa cơ khí Kho vật tư

Phòng bảo trì số I

Phòng thí nghiệm

Phòng quản đốc

Kho chứa kiện bông Buồng quạt hút bông kế

5m


Trang _ 41

e. Phụ tải chiếu sáng trong nhà máy:

Phụ tải chiếu sáng được tính như sau :

Pttcs = Nbộđèn (Pbd +Pballas)

Với Pballast = 25% Pbd ; Pbd : Công suất ghi trên bóng đèn ; Pbd = 40w

Qttcs = Pttcs.tgϕ

Từ công thức trên ta tính được như sau :

STT Tên khu vực Số bộ đèn

Pbđ

(W)

Pballast

(W) PΣbộ đèn cosϕ/tgϕ

1 Máy chải thô, ghép, sợi thô 72 80 20 7200 0,6/1,33

2 Sợi con 231 80 20 23100 0,6/1,33

3 Đánh ống 36 80 20 3600 0,6/1,33

4 Đóng gói-bao bì 15 80 20 1500 0,6/1,33

5 Máy bông 36 80 20 3600 0,6/1,33

6 Phòng quản đốc 3 80 20 300 0,6/1,33

7 Phòng thí nghiệm 3 80 20 300 0,6/1,33

8 Kho chứa bông 4 80 20 400 0,6/1,33

9 Quạt+máylinh kiện 4 80 20 400 0,6/1,33

10 Hành lang 8 80 20 800 0,6/1,33

11 Phòng bảo trì số I 3 80 20 300 0,6/1,33

12 Phòng bảo trì số II 4 80 20 400 0,6/1,33

13 Xưởng sửa chữa cơ khí 4 80 20 400 0,6/1,33

14 Phòng máy nén 2 80 20 200 0,6/1,33

15 Kho vật tư 2 80 20 200 0,6/1,33

16 Nhà vệ sinh 1 80 20 100 0,6/1,33

17 Nhà vệ sinh 2 1 80 20 100 0,6/1,33

18 Quạt hút gió nóng 1 80 20 100 0,6/1,33

19 Buồng quạt gió (Kênh ngầm) 1 80 20 100 0,6/1,33


Trang _ 42

+ Ta có :

- Tổng công suất tác dụng của các bộ đèn là :

Ptt = 43100W = 43,1 kW

- Tổng công suất phản kháng của các bộ đèn

Qtt = Ptt.tgϕ = 43,1.1,33 = 57,32kVAR

2. Tính toán cho ổ cắm tiện ích:

- Ổ cắm tiện ích được lấy từ Tủ điện chiếu sáng để dùng cho một số tải nhỏ ở văn

phòng và các phòng phụ trợ như : Máy tính, Máy in, Quạt tường…

- Công suất của ổ cắm tiện ích được tính như sau :

Pổcắm = U.Icosϕ = 250.10.0,8 = 1760 (W)

- Các giá trị điện áp và dòng điện lấy theo giá trị ghi trên ổ cắm 250V – 10A; cosϕ

lấy 0,8

- Các thông số của các ổ cắm ở các phòng được cho như sau :

Tên phòng Số ổ cắm

(N)

P1ổcắm

(kW) Ksd Kđt

Ptt

kW tgϕ

Qtt

kVAR

Phòng Quản Đốc 4 1,76 0,75 0,50 2,640 0,75 1,98

Phòng Thí Nghiệm 4 1,76 0,75 0,50 2,64 0,75 1,98

Phòng Bảo Trì I 3 1,76 0,75 0,66 2,613 0,75 1,96

Kho Vật Tư 1 1,76 0,75 1 1,32 0,75 0,99

Phòng Bảo Trì II 3 1,76 0,75 0,66 2,613 0,75 1,96

Xưởng Sửa Chữa Cơ

Khí

3 1,76 0,75 0,66 1,98 0,75 1,485

- Trong bảng kết quả trên các giá trị Ptt, Qtt được tính như sau :

- Công suất tác dụng phản khán tính toán của ổ cắm :

Ptt = N.ksd.kđt.P1ổcắm

Qtt = Ptt.tgϕ

- Tổng công suất tác dụng, công suất phản kháng tính toán của ổ cắm :

Pttổcắm = 13,806 kW ; Qttổcắm = 10,355 kVAR


Trang _ 43

3. Tính toán chiếu sáng bảo vệ bên ngoài:

Để tính toán chiếu sáng bảo vệ cho khu vực bên ngoài nhà máy ta chọn các đèn

thủy ngân cao áp có choá đèn và bố trí chúng như sau :

o Mặt tiền nhà máy ta bố trí 3 đèn.

o Mặt bên trái ta bố trí 3 đèn.

o Mặt sau ta cũng bố trí 3 đèn.

o Mặt bên phải do tiếp xúc với tường của người khác nên ta không bố trí đèn

bảo vệ.

Vì chỉ để bảo vệ nhà máy, không yêu cầu về tiêu chuẩn độ rọi nên ta không

quan tân đến yêu cầu về độ rọi tiêu chuẩn.

Ta chọn đèn thủy ngân cao áp có các thông số sau :

Pđ = 400 (W) Uđm = 220 (V)

φđ = 22000 (lm) Tm = 4000 K

Ra = 42

Công suất tính toán của đèn

Ptt = kyc Pđ

Pđ : Công suất của bộ đèn.

kyc : hệ số yêu cầu hay hệ số đồng thời

Với chiếu sáng ngoài trời kyc = 1

Vậy có Ptt = P = 400 (W) = 0,4kW

Tổng công suất của cả nhóm đèn chiếu sáng bảo vệ :

PttBv = 9 Ptt = 9.0,4 = 3,6(kW)

Công suất phản kháng : QttBv = PttBv.tgϕ

QttBV = 3,6.1,33 = 4,68 kVAR


Trang _ 44

4. Tính toán chiếu sáng sự cố, an toàn:

+ Mục đích :

Chiếu sáng sự cố được sử dụng khi nguồn điện cung cấp cho nhà máy bị cắt

hoặc khi cúp điện đột ngột, khi nguồn cung cấp điện dự phòng bị hư hỏng hoặc khi bị

cháy nổ. Các đèn chiếu sáng sự cố sẽ cung cấp ánh sáng cho hoạt động đi lại, phân tán

người trong xưởng hoặc có thể duy trì các công việc dỡ dang trong nhà máy trong thời

gian ngắn.

+ Chọn đèn và bố trí đèn :

Các đèn chiếu sáng sự cố được chọn là đèn nung sáng. Đèn nung sáng có đặc

điểm là bật sáng tức thời, không đòi hỏi thiết bị phụ, giá thành rẻ.đèn nung sáng được

chọn có thông số như sau :

Đèn standard : p = 40 W ; φ= 415 lm ; Uđm = 220 V

Các đèn được chọn với tổng số là 36 bộ, được bố trí trên các lối đi trong nhà

xưởng.

Sơ đồ bố trí đèn được chọn cụ thể trong bảng vẽ.

+ Chọn nguồn cung cấp :

Ta sử dụng nguồn điện cho đèn chiếu sáng sự cố là nguồn điện một chiều được

lấy từ ắc qui qua bộ biến đổi DC sang AC (Inverter) hoặc nguồn xoay chiều lấy từ máy

biến áp khác trong khu vực công ty. Giữa nguồn xoay chiều và một chiều tách biệt

nhau qua cầu dao đảo chiều.

+ Chọn dây và thiết bị bảo vệ cho hệ thống chiếu sáng sự cố :

Ta chia làm 5 tuyến dây để cấp nguồn cho các đèn chiếu sáng sự cố :

Tuyến 1 cấp cho 7 bộ






Trang _ 45

Việc chia tuyến dây phụ thuộc vào việc bố trí đèn trong nhà xưởng.

Mỗi tuyến dây ta chọn 2 sợi cáp 2,5mm2 bọc cách điện PVC có dòng cho phép

là 41A để cấp nguồn. Các tuyến dây cùng được đưa về hộp nối chung.

Kết quả lựa chọn là 5 x (2 x 1C2,5mm2) – PVC

- Từ nguồn cung cấp đến CB tổng của hệ thống chiếu sáng sự cố và từ CB tổng

đến hộp nối chung ta chọn dây cáp 16mm2 có dòng cho phép là 113A.

- Chọn CB tổng của hệ thống chiếu sáng sự cố với các thông số sau :

Số cực : 2 Uđm : 690 V

Iđm : 80 A ICu : 25 kA

Loại NS100N


Trang _ 46

CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH

CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

I/. MỤC ĐÍCH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ:

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong các hoạt động sản suất, chế biến, nhằm

mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm phục vụ các yêu cầu công nghệ và

cải thiện điều kiện lao động cần phải ứng dụng kỹ thuật điều hòa không khí để tạo ra

môi trường có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp.

Với công nghệ kéo sợi yêu cầu nhiệt độ môi trường từ 22 ÷ 250C, độ ẩm từ 55 ÷

700C.

Thực tế nhiệt độ môi trường ở TP.HCM lúc nào cũng cao hơn nhiệt độ yêu cầu.

Nên ta cần lắp đặt hệ thống điều hòa để tạo ra môi trường thích hợp.

II./ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH:

Phụ tải lạnh của hệ thống điều hòa không khí là phụ tải của hệ thống máy lạnh

sao cho nó có khả năng khử được các lượng nhiệt thừa phát sinh trong không gian cần

điều hòa nhằm duy trì không khí trong không gian đó ổn định ở mức nhiệt độ và độ ẩm

yêu cầu. Nói chung phụ tải lạnh luôn lớn hơn lượng nhiệt thừa. Về các yếu tố phát sinh

lượng nhiệt thừa trong không gian cần điều hòa không khí có thể phân thành 2 nhóm

sau :

- Nhiệt thừa xuất phát từ bên trong không gian cần điều hòa : Qt

- Nhiệt thừa do sự xâm nhập của các nguồn nhiệt từ bên ngoài vào trong

không gian cần điều hòa Qn.

- Ở đây ta tính toán có tính chất tương đối hợp lý để chọn phụ tải điện chứ

không đi sâu vào thiết kế hệ thống điều hòa không khí.


Trang _ 47

1. Tính lượng nhiệt xuất phát từ bên trong không gian cần điều hòa:

+ Lượng nhiệt phát ra từ cơ thể con người : Con người mà ta đề cập ở đây chính

là những người hiện diện và hoạt động trong không gian cần điều hòa. Các quan sát

thực nghiệm cho thấy lượng nhiệt này phụ thuộc nhiều yếu tố như : Cường độ lao

động, giới tính, tuổi tác…

Ta có thể tính lượng nhiệt này qua công thức tương đối sau :

Q1 = n.q

Với n là số người làm việc trong nhà máy. Với nhà máy sợi ta đang tính số

người này là 34 người.

n = 34

q : là lượng nhiệt do người phát ra.

Tra bảng 7.1 sách "Kỹ thuật điều hòa không khí" của Lê Chí Hiệp, ta chọn q =

220W

Q1 = 34 . 220 = 7840w = 7,84kW

+ Tính lượng nhiệt phát ra từ các loại đèn chiếu sáng đối với các xưởng ta sử

dụng đèn huỳnh quang để chiếu sáng :

Q2 = n.Pbộ đèn

Với n là số bóng đèn kể cả chấn lưu.

Ta có : n = 282 + 72 + 36 = 390 bộ

(ta chỉ điều hòa không khí đối với gian máy bông – chải ghép – thô và gian sợi

con

– đánh ống).

Pbộ đèn = 2 . 1,25 . 40 = 100W

Hệ số 1,25 là ta kể cả chấn lưu

Vậy Q2 = 390 . 100 = 39000w = 39 kW


Trang _ 48

+ Tính lượng nhiệt phát ra từ động cơ điện.

Có nhiều cách tính loại nhiệt này nhưng ta có thể tính gần đúng với cách tính

như sau :

∑Pđm : là tổng công suất định mức của các động cơ.

η : là hiệu suất động cơ. Ở đây ta lấy η = 0,95 chung cho các động cơ điện.

Các động cơ bao gồm các cụm máy sau :

+ Cụm máy Pdm (kW)

- Đánh ống 27

- Sợi con 573,6

- Quạt hút bụi di động 18

- Máy sợi thô 68,22

- Ghép 48

- Chải thô 101,7

- Cấp bông 24

- Xé bông tự động 21,36

Tổng cộng 881,88

Năng lượng do động cơ điện tiêu thụ là năng lượng thực sự phải chi phí khi

động cơ hoạt động. Trong thực tế, động cơ không hoạt động ở tải định mức. Vì vậy ta

có thể chọn hệ số sử dụng của động cơ cho các nhóm máy là 0,75 - ksd = 0,75

Ta có : Q3 = kW22,69675,0.95,088,881

=

Tổng nhiệt lượng xuất phát từ bên trong :

Qt = Q1 + Q2 + Q3 = 7,8 + 39 + 696,22 = 742,82 kW

kPQ sdñm

3 .η

∑=


Trang _ 49

2. Xác định các thành phần nhiệt từ bên ngoài xâm nhập vào:

+ Dòng nhiệt qua kết cấu bao che :

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất

qua tường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và

bên trong nhà xưởng cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và

trần.

Q4 = Q41 + Q42

Q41 : Dòng điện qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

Q42 : Dòng điện qua tường bao, trần và nền do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.

Q41 được xác định từ biểu thức :

kt : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dài thực.

Đối với tường gạch xây 200mm có trát vữa :

kt = 1,25 w/m2ok

Với trần bằng gỗ : kt = 1,12 /m2.ok

Sàn xi măng kt = 1,88 /m2.ok

Các hệ số trên tra theo giáo trình "Thông gió và điều tiết không khí" của Hà

Đăng Trung – Nguyễn Quân.

F : diện tích bề mặt kết cấu bao che ( m2)

t1 : nhiệt độ môi trường bên ngoài

t2 : nhiệt độ bên trong nhà xưởng

Tổng diện tích xung quanh của tường bao nhà máy :

Ft = [2.(68+32,4)].5 + [2.(40,5+32,4)].5 + [2.(19,5+32,4).6,8]

= 2438,84m2

+ Lượng nhiệt qua kết cấu tường bao :

Q41t = 1,25 . 2438,84.(30-22) = 24388,4W = 24,388 kW

Ở đây nhiệt độ môi trường ngoài ta chọn t1 = 300C

Nhiệt độ trong nhà xưởng t2 = 220C

)(F. ttkQ 21t41 −=


Trang _ 50

+ Diện tích của nền và trần nhà xưởng :

Ftr = Fn = 68.32,4 + 60.32,4 = 4147,2m2

+ Lượng nhiệt truyền qua trần :

Nhiệt độ trên trần ta chọn 280C (giữa mái và laphông)

Q41tr = 1,12 . 4147,2 (28-22) = 27869 W = 27,869 kW

+ Lượng nhiệt truyền qua nền :

Nhiệt độ nền trong nhà máy chênh lệch so với nhiệt độ trong nhà xưởng sau khi

điều hòa khoảng 30C

Có Q41n = 1,88 . 4147, 2 . 3 = 23390,2w = 23,390 kW

+ Xác định dòng nhiệt thừa do rò rỉ :

Không gian cần điều hòa không khí là không gian kín, tuy nhiên vẫn có hiện

tượng rò rì do sự xâm nhập của không khí qua những khe hở ở cửa sổ, cửa chính… và

các nơi khác. Việc xác định lượng nhiệt này rất khó khăn. Tuy nhiên ta có thể sử dụng

công thức kinh nghiệm sau :

Q5 = 0,29(t1 –t2) . V . ξ Kcal/h

Tra theo sách kỹ thuật điều hòa không khí của Lê Chí Hiệp.

V : là thể tích của không gian cần điều hòa(m3)

ξ : là hệ số kinh nghiệm

t1 - t2 : là độ chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài

và bên trong nhà xưởng, ở đây t1 – t2 = 80C

Ta có thể tích của không gian nhà xưởng cần điều hòa :

V = 68 . 32,4 . 5 + 40,5 . 32,4 . 5 + 19,5 . 32,4 . 6,8 = 21873,2m3

Hệ số ξ tra bảng 7.14a - Sách "Kỹ thuật điều hòa không khí" của Lê Chí Hiệp.

Ta có : ξ = 0,35

Có : Q5 = 0,29 . 8 . 21873,2 . 0,35 = 17761 Kcal/h = 20,65 kW


Trang _ 51

+ Tổng lượng nhiệt qua tường, trần, nền :

Q41 = Q41t + Q41tr + Q41n = 24,388 + 27,869 + 23,39 = 75,6 kW

Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời được tính như sau :

Q42 = ktFΔt12

kt : hệ số truyền nhiệt thực của vách

F : diện tích nhận bức xạ trực tiếp của mặt trời

Δt12 : hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ mặt trời vào mùa hè.

Δt12 : phụ thuộc vào hướng và tính chất bề mặt tường.

Đối với nhà máy sợi, tường nằm hướng Đông Bắc và Đông chịu chiếu bức xạ

trực tiếp của mặt trời.

Δt12 – Đông Bắc = 30C

Δt12 – Đông = 70C

Diện tích tường hướng Đông Bắc : 32,4 . 5 = 162m2

Diện tích tường phía Đông : 68 . 5 = 340m2

Hệ số truyền nhiệt ở tường ngoài kt = 1,25 w/m2 0k

Vậy ta có : Q42 = 1,25 . 162 . 340 . 7 = 3582,5W

Q42 = 3,582 kW

Vậy ta có dòng nhiệt qua kết cấu bao che :

Q4 = Q41 + Q42 = 75,6 + 3,582 = 79,2 Kw

(Tra sách hướng dẫn Thiết kế hệ thống lạnh của Nguyễn Đức Lợi-bảng 18)


Trang _ 52

+ Xác định lượng nhiệt mà không khí hấp thụ khi đi qua quạt và lượng nhiệt

xâm nhập qua ống dẫn khí : Q6

Hai thành phần này xác định rất khó khăn nhưng trên phương diện tính phụ tải

lạnh để xác định phụ tải điện ta có thể lấy tổng hai thành phần này bằng 5% của thành

phần Q4 + Q5

Q6 = 5%(Q4 + Q5) = 5%(79,2 + 20,65) ≈ 5 kW

Vậy tổng các thành phần nhiệt từ bên ngoài xâm nhập vào bên trong :

Qn = Q4 + Q5 + Q6 = 79,2 + 20,65 + 5 = 104,85 kW

Vậy ta có tổng lượng nhiệt thừa :

Q = Qt + Qn = 742,82 + 104,82 = 847,67 kW

Công suất điện tác dụng cần thiết cho hệ thống điều hòa :

PĐH = kWQ 3395,267,647

5,2==

Hệ số 2,5 là tỉ số biến đổi từ công suất điện sinh ra công suất lạnh theo các tài

liệu về kỹ thuật điều hòa không khí của Lê Chí Hiệp – Trần Khánh Hà.

Công suất điện phản kháng:

QĐH = PĐH . tgϕ = 339 . 0,75 = 254,25 kVAR

Bằng phương pháp tính toán tương tự như trên ta xác định được :

- Phụ tải điện tính toán cho điều hòa của xưởng 1 (gian máy đánh ống + máy

sợi con) là :

PĐH1 = 229 kW, QĐH1 = 171,75 kVAR

- Phụ tải điện tính toán cho điều hòa của xưởng 2 (gian máy sợi thô+ máy ghép

+ máy chải thô + máy bông) là :

PĐH2 = 110 kW, QĐH2 = 82,5 kVAR


Trang _ 53

CHƯƠNG IV:

PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

CHỌN MÁY BIẾN ÁP – MÁY PHÁT DỰ PHÒNG

I/. CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN:

Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu sau :

- Bảo đảm chất lượng điện, tức bảo đảm tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho

phép.

- Bảo đảm độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu phụ tải.

- Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa. Có chỉ tiêu kinh tế hợp lý.

Với nhà máy sợi này ta chỉ sự dụng mạng hình tia để cung cấp điện cho phụ tải.

Hình 4.1:sơ đồ nguyên lý của nhà máy


Trang _ 54

Trong đó gồm :

- Một máy biến áp lấy điện từ đường dây trên không 22kV.

- Một CB chính của nhà máy

- Một máy phát điện để cung cấp cho các phụ tải loại I khi bị sự cố mất điện lưới.

- Một cơ cấu liên động đảo điện ATS (Bộ chuyển đổi nguồn tự động)

- Phụ tải loại I là các phụ tải thuộc các máy móc ở các văn phòng, phòng phụ trợ,

bơm chữa cháy…và các máy đầu ra của sản phẩm như sợi con, đánh ống liên quan

đến hợp đồng với khách hàng và tiền lương của công nhân.

- Phụ tải loại II là phần còn lại của nhà máy. Các phần này sẽ được trình bày rõ trong

bảng vẽ sơ đồ đơn tuyến (nguyên lý) của nhà máy.

II/. CHỌN MÁY BIẾN ÁP:

1) Tính công suất tính toán của nhà máy:

Công suất tính toán của nhà máy gồm công suất tính toán của nhóm phụ tải loại

I và loại II, bao gồm công suất của các nhóm máy – công suất hệ thống điều

hoà và công suất chiếu sáng

Điều kiện chọn MBA : SđmMBA ≥ Stt tổng

a\. Nhóm phụ tải loại I:

Nhóm Máy

Công suất tác

dụng tính toán

(kW)

Công suất phản

kháng tính toán

(kVAR)

Công suất

biểu kiến tính

toán (kVA)

Máy đánh ống - Quạt hút

Sợi con

Các phòng phụ trợ

Văn phòng quạt hút

Điều hoà xưởng I

Chiếu sáng + ổ cắm

Tổng cộng

27,96

3x162,7

73,93

32,78

229

61,24

913,01

20,4

3x110,9

47,28

24,5

171,75

72,96

669,59

34,61

3x196,9

87,76

40,92

286,25

92,25

1132,49


Trang _ 55

b\.Nhóm phụ tải loại II:

Nhóm Máy

Công suất tác

dụng tính toán

(kW)

Công suất phản

kháng tính toán

(kVAR)

Công suất biểu

kiến tính toán

(kVA)

Sợi thô

Ghép

Chải thô

Bông – Qụat hút

Điều hoà xưởng II

Sửa chữa cơ khí

Tổng cộng

59,37

41,4

83,14

70,46

110

15,57

379,94

42,2

29,7

57,2

47,64

82,5

6,46

265,7

72,8

50,95

100,9

85,05

137,5

16,85

464,1

Tổng công suất tính toán của nhà máy :

Ptt = 913,01 + 379,94 = 1292,95 (kW)

Qtt = 669,59 + 265,7 = 935,29 (kVAR)

Công suất biểu kiến tính toán của nhà máy :

Stt = kVAQP tttt 49,159629,935957,1292 2222 =+=+

2/. Chọn máy biến áp:

Từ công suất biểu kiến tính toán của nhà máy và căn cứ theo cataloge Máy biến

áp của công ty thiết bị điện THIBIDI ta chọn máy biến áp cho nhà máy với các thông

số sau :

- Điện áp : Cao : 22kV ± (2 x 2,5%)

Hạ : 0,4 kV

- Công suất 1600kVA

- Tổn hao không tải ΔP0 = 2200W

- Tổn hao ngắn mạch ΔPn = 16000W

- Điện áp ngắn mạch Un = 6%

- Dòng diện không tải i0 = 1%

- Kích thước :

. Dài 2215mm

. Rộng 1493mm

. Cao 2315mm

- Khối lượng : 4179kg


Trang _ 56

III/. CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG:

Hầu hết các lưới điện Công Nghiệp và Thương Mại lớn đều gồm một số tải

quan trọng mà nguồn phải được duy trì trong trường hợp lưới điện Quốc gia bị sự cố,

hay kiểm tra sửa chữa định kỳ. Một trong những biện pháp duy trì cung cấp điện cho

các tải thiết yếu khi bị cắt điện là sử dụng máy phát điện Diezen.

Đối với nhà máy sợi ta dùng máy phát dự phòng để cung cấp điện cho nhóm

phụ tải loại I trong trường hợp điện lưới bị cắt. Nhóm phụ tải loại I bao gồm các máy

và hệ thống chiếu sáng mà ta đã liệt kê trong bảng trên.

Ta có công suất tác dụng và phản kháng tính toán của nhóm.

Ptt = 913,01 kW

Qtt = 669,59 kVAR

- Công suất biểu kiến tính toán của nhóm :

- Công suất biểu biến tính toán của nhóm để chọn máy phát điện sau khi nhân với hệ

số đồng thời kđt = 0,97

S = kđt.Stt = 0,97.1132,2 = 1098,23(kVA)

- Ta chọn máy phát với công suất S = 1200kVA

Chọn CB bảo vệ cho nhóm phụ tải loại I trong trường hợp sử dụng máy phát điện.

Dòng điện làm việc lớn nhất của nhóm :

- Ta chọn : CB loại ACB với các thông số sau :

Số cực : 3 loại : ACB M20

Uđm = 690V Icu =55kA

Iđm = 2000A

kVA) 2(,113254,66901,913S 22

tt = + =

A3,182338,0.3

1200U3SI

ñmmaxlv ===


Trang _ 57

- Chọn dây dẫn từ máy phát điện đến CB tổng ATS chọn dây theo điều kiện :

- Với Icp là dòng điện cho phép của dây dẫn.

Ilvmax = 1823,3A

k = k4. k5. k6. k7. (Dây đi ngầm trong ống nhựa cách điện chôn dưới đất)

k = 0,8.0,65.1,0,95 = 0,494

Ta chọn mỗi pha 4 sợi cáp 500mm2 mỗi sợi có dòng cho phép là 946A

- Chọn dây trung tính có tiết diện 2 x 500mm2

Kết quả chọn : 3 x (4 x1C 500mm2) + (2 x 1C 500mm2) + E (2 x 1C 500mm2)

IV/.THIẾT BỊ ATS DÙNG CHO MÁY PHÁT.

Để đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho một số phụ tải quan trọng thì việc bố

trí máy phát dự phòng khi nguồn chính bị mất điện là điều hết sức cần thiết. Như vậy

sự tồn tại của bộ chuyển mạch tự động (ATS) là điều tất yếu.

ATS được phân định tùy theo dòng đi qua tiếp điểm động lực của mạch chính (trong

ATS), dựa theo điều đó và theo số nguồn cung cấp, người ta chia ra nhiều loại ATS:

- ATS dùng tiếp điểm 3 cực hay 4 cực

- ATS dùng loại cầu dao đảo điện 3 vị trí dùng động cơ servo DC hay AC

chuyển mạch.

- ATS dùng loại ACB hay MCCB. Với tủ ATS có 2 nguồn ta cần dùng 2 ACB

hoặc 2 MCCB có động cơ truyền động.

Ngoài chức năng đóng cắt chính, ATS còn phải đảm bảo thêm các chức năng: bảo vệ

nguồn chính mất pha, thấp áp, quá áp … duy trì khoảng thời gian tác động khi chuyển

mạch.

A89,36900,494

3,1823Icp =≥⇒

kII maxlv

cp ≥


Trang _ 58

Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý cấp điện sử dụng ATS

Sơ đồ khối của hệ thống ATS được mô tả như sau:


Trang _ 59

Khi nguồn chính bị sự cố, ATS có nhiệm vụ khởi động động cơ sơ cấp (máy

phát), cắt máy cắt 1 và đóng máy cắt 2 cấp điện cho tải. Nếu nguồn chính phục hồi

ATS cho tín hiệu ngừng máy phát, ngắt máy cắt 2 và đóng máy cắt 1 trở lại cấp điện

cho tải.ATS được thiết kế 2 chế độ: chế độ tự động và điều khiển bằng tay. Chế độ tự

động được cài trong suốt thời gian vận hành bình thường, còn chế độ bằng tay sử dụng

khi bảo trì, sữa chữa máy phát hoặc nếu không muốn điều khiển tự động. Ngoài ra

ATS còn có 2 hệ thống khác:

- Hệ thống ngừng khẩn cấp dùng để ngắt cả nguồn chính và dự phòng khi có sự

cố đặc biệt trên tải , được thiết kế đi kèm hệ thống Reset dùng để đặt lại chế độ hoạt

động bình thường.

- Hệ thống bảo vệ quá tải hay ngắn mạch trên tải sẽ cách ly khỏi nguồn.


Trang _ 60

CHƯƠNG V:

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP NỐI ĐẤT

1. Khái niệm:

Mục đích của việc thiết kế hệ thống an toàn là bảo đảm sự an toàn trong vận hành của

người làm việc do chạm điện trực tiếp hay chạm điện gián tiếp và bảo đảm các thiết bị

không bị hư hỏng.

Ngoài các CB bảo vệ, hệ thống an toàn là cần thiết vì nó tránh được điện áp tiếp xúc

(Utx) và điện áp bước (Ub) cao gây nguy hiểm cho người, ngoài ra nó còn bảo vệ cho

các thiết bị khi có dòng chạm vỏ trên thiết bị.

Trong hệ thống cung cấp điện có 3 loại nối đất :

- Nối đất an toàn : Thiết bị nối đất loại này được nối vào vỏ thiết bị điện.

- Nối đất làm việc : Thiết bị nối đất loại này được nối vào trunh tính của máy

biến áp.

- Nối đất chống sét : Thiết bị nối đất loại này được nối vào kim thu lôi.

Nối đất an toàn và nối đất làm việc có thể dùng chung một trang bị nối đất và sẽ

được trình bày trong phần nối đất làm việc.

Nối đất chống sét phải dùng trang bị nối đất riêng biệt và phải đặt cách trang bị

nối đất và làm việc ít nhất 5m.

Nối đất an toàn hay nối đất bảo vệ có nhiệm vụ bảo đảm an toàn cho người

phục vụ khi cách điện bảo vệ bị hư hỏng gây rò điện. Đó là nối đất vỏ máy phát, máy

biến áp, vỏ thiết bị điện, vỏ cáp, nối đất các kết cấu kim loại của trang bị phân phối

điện. Nói chung đó là nối đất các bộ phận kim loại bình thường có điện thế bằng

không, nhưng khi cách điện bị phòng điện xuyên thủng hay phóng điện mặt sẽ có điện

thế khác không.


Trang _ 61

Tai nạn điện giật thường xảy ra do người vận hành vô ý chạm phải bộ phận

mang điện hoặc do tiếp xúc với các bộ phận của các thiết bị điện bình thường, không

mang điện nhưng do cách điện bị hỏng trở nên có điện.

Để tránh điện giật, trước hết phải chấp hành nghiêm chỉnh qui tắc vận hành các

thiết bị điện, bên cạnh đó người ta thực hiện việc nối đất các bộ phận có thể bị mang

điện khi cách điện bị hỏng, thông thường các vỏ máy bằng kim loại đều phải nối đất.

Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hư

hỏng, vỏ thiết bị điện sẽ mang điện áp và có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị điện xuống

thiết bị nối đất. Lúc này nếu người vận hành chạm phải vỏ thiết bị điện trở của người

Rng được mắc song song với điện trở nối đất Rđ.

Trong đó : Iđ là dòng điện chạy qua điện trở nối đất

Từ biểu thức trên thấy rằng,nếu thực hiện nối đất tốt để có Rđ << Rng thì dòng điện

chạy qua người sẽ rất nhỏ đến mức không gây nguy hại cho người. Thông thường điện

trở của người khoảng 800 đến 500.000Ω tùy thuộc vào tình trạng của da ẩm ướt hay

khô ráo. Còn điện trở nối đất an toàn theo qui định phải nằm trong khoảng 4-10Ω.

2. Giới thiệu các hệ thống nối đất chuẩn:

Các hệ thống nối đất khác nhau đặc trưng bởi cách nối đất điểm trung tính hạ

thế của MBA phân phối và nối đất của vỏ thiết bị hạ thế. Chọn lựa cách nối đất sẽ kéo

theo các biện pháp cần thiết để bảo vệ chống chạm điện.

Một vài sơ đồ nối đất có thể đồng thời hiện hữu trong một công trình.

a. Sơ đồ TT :

Sơ đồ TT

ñng

ñng I.

RRI ≈

L1 L2 L3 N

Rn PE


Trang _ 62

Điểm nối sao (hoặc nối sao cuộn hạ của MBA phân phối) của nguồn sẽ được

nối trực tiếp với đất. Các bộ phận cần nối đất và vật dẫn tự nhiên sẽ nối chung với các

cực nối đất riêng biệt của lưới. Điện cực này có thể độc lập hoặc phụ thuộc về điện nối

với điện cực của nguồn, hai vùng ảnh hưởng có thể bao trùm lẫn nhau mà không tác

động đến thao tác của các thiết bị bảo vệ.

b. Sơ đồ TN :

Nguồn được nối đất như sơ đồ TT. Trong mạng, cả vỏ kim loại và các vật dẫn tự

nhiên của lưới sẽ được nối với dây trung tính. Một vài phương án của sơ đồ TN là :

- Sơ đồ TN-C : dây trung tính là dây bảo vệ và được gọi là PEN. Sơ đồ này

không cho phép sử dụng cho các dây nhỏ hơn 10mm2 (Cu) và 16mm2 (Al). Sơ đồ TN-

C đòi hỏi một sự đẳng áp hiệu quả trong lưới với nhiều điểm nối đất lập lại.

Sơ đồ TN – S

- Sơ đồ TN-S : Dây bảo vệ và dây trung tính là riêng biệt. Đối với cáp có vỏ

bọc chì, dây bảo vệ thường là vỏ chì. Hệ TN-S là bắt buộc đối với mạch có

tiết diện nhỏ hơn 10mm2 (Cu) và 16mm2 (Al).

Sơ đồ TN-S

L1

Rn

PE

L2 L3 N

L1 L2 L3

Rn

PEN


Trang _ 63

- Sơ đồ TN-C-S : có thể được sử dụng trong cùng một lưới. Trong sơ đồ TN-C-

S, sơ đồ TN-C không bao giờ được sử dụng sau sơ đồ TN-S. Điểm phân dây PE tách

khỏi dây PEN thường là điểm đầu của lưới.

c. Sơ đồ IT :

Có 2 cách nối trung tính : trung tính cách ly và trung tính nối đất qua điện trở.

- Trung tính cách ly : vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối tới một điện

cực nối đất chung.

- Trung tính nối đất qua điện trở cách ly : một điện trở 1-2kΩ được nối giữa

điểm trung tính cuộn hạ biến áp phân phối và đất. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên

sẽ nối tới cực nối đất.

Nguyên nhân dùng Zs là để tạo một thế cố định so với đất của các lưới nhỏ và

do đó giảm ngưỡng quá áp như là việc lan truyền sóng từ cuộn cao.

L1 L2 L3

Zs

L1 L2 L3 N


Trang _ 64

3. Chọn sơ đồ nối đất cho nhà máy sợi:

Sau khi tham khảo các phương pháp nối đất ở trên, ta chọn sơ đồ nối đất cho

nhà máy là sơ đồ TN-C-S.

Chọn sơ đồ TN-C-S cho nhà máy

4.Thiết kế hệ thống nối Thiết đất bảo vệ:

Thiết kế hệ thống nối đất trung tính nguồn phải thoả điều kiện

Rnđ ≤ 4Ω với mạng điện có điện áp dưới 1000V

Trạm biến áp được xây dựng trên nền đất có điện trở suất ρ = 100 Ωm

Ta sử dụng hình thức nối đất tập trung.

Chọn phương án nối đất kết hợp cọc và thanh.

Chọn cọc thép tròn đường kính dc = 6cm, dài lc = 3m chôn sâu tc = 0,8m, các cọc

cách nhau khoảng a = 6m.

- Chọn thanh ngang bằng thép dẹt tiết diện 40 x 4mm2 chôn sâu tt = 0,8m.

- Cách chôn cọc : Chôn thành mạch vòng khép kín.

Điện trở nối đất của cọc

Trong đó :

ρtt = km.ρ

L1 L2 L3 N

TN-C

PEN

Rn

PE

TN-S

PE

)lct4lc t4ln

21

dc

2lc (lnnlc2

ρttR c 1 -

++ =


Trang _ 65

với km = 1,4 (Bảng 4-3, trang 76 - [Kỹ thuật cao áp-2000])

có:

Xác định sơ bộ số cọc : Ta chọn 10 cọc

Hệ số sử dụng cọc : ηc = 0,69

thanh : ηt = 0,4

Tra bảng 10-3 trang 387[Cung cấp điện-Nguyễn Xuân Phú,Nguyễn Công

Hiền,Nguyễn Bội Khuê]

Điện trở khuyết tán của 10 cọc :

Chiều dài của thanh nối các cọc lại với nhau :

L = 10a = 10.6 = 60m

Điện trở của thanh nối nằm ngang :

Trong đó : ρtt = kmρ

Với km = 1,6 (bảng 4 -3 – trang 76 - [Sách :Kỹ thuật cao áp]

K = hệ số phụ thuộc cách bố trí thanh ngang có tính đến hiệu ứng màng che K =

5,81 (bảng 4 –2 - trang 66 [Sách :Kỹ thuật cao áp]

dt = b/2 = 2cm = 0,02m

tt = 0,8m

Điện trở tản của thanh nối :

m3,28,05,1c2l

tt cc =+=++=

) Ω(32,50,69.1073,36

η.10

RR

c

1cc = = =

tt

2tt

t1 d.tKLln

Lπ2

ρR =

)(98,502,0.8,0

60.81,5ln60.2

6,1.100R2

t1 Ωπ

==→

)(95,144,0

98,5RR

t

t1t Ω

η===

)(73,36)33,2.433,2.4ln

21

06.03.2(ln

3.π2

4,1.100R c1 Ω=−+

+=


Trang _ 66

6m

Điện trở nối đất của cả hệ thống :

Rnđ = Ω⟨Ω=+

=+

49,395,1432,5

95,14.32,5.

tc

tc

RRRR

Như vậy hệ thống nối đất đạt yêu cầu .

Hình 5.1: Sơ đồ bố trí các cọc

3m

0,8m

6m


Trang _ 67

CHƯƠNG VI:

CHỌN DÂY DẪN

I/ VẤN ĐỀ CHUNG:

Nguyên tắc chọn tiết diện dây ở lưới hạ thế được dựa trên cơ sở phát nóng của

dây có phối hợp với thiết bị bảo vệ và sau đó kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp.

1. Xác định kiểu đi dây trong nhà máy:

- Đường dây cấp nguồn cho máy biến áp phía sơ cấp được đi trên không trên

các trụ bê tông.

- Từ máy Biến áp đến Tủ phân phối chính (TPPC) các dây được đi nổi trong các

ống nhựa cách điện.

- Từ Tủ phân phối chính đến các Tủ động lực và chiếu sáng các dây được đi

ngầm trong đất, dưới các mương bê tông có gắn các giá đỡ dây, phía trên mương có

nắp đậy.

- Từ Tủ động lực đến các máy dây cấp nguồn được đi trong các ống nhựa chôn

dưới nền nhà máy. Trên tuyến dây đi ta bố trí các hố thăm điện có khả năng kéo được

cáp.

- Từ Tủ chiếu sáng đến các dãy đèn, dây được đi trong các ống nhựa cách điện

lắp bắt nổi theo dàn treo đèn.

- Ở các phòng Quản đốc, Thí nghiệm, Bảo trì… dây được đi nổi trong các ống

cách điện.

2. Xác định các hệ số hiệu chỉnh:

- Đối với cáp không chôn dưới đất, hệ số hiệu chỉnh k = k1 x k2 x k3

Kích cỡ của dây pha trong các bảng có liên hệ trực tiếp tới mã chữ cái , các chữ

cái phụ thuộc vào dạng của dây và cách lắp đặt (tham khảo trang H1-28 – Hướng dẫn

thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC).

+ Hệ số k1 : thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.

+ Hệ số K2 : thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của 2 mạch kế nhau.

+ Hệ số k3 : Thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.


Trang _ 68

- Đối với cáp chôn dưới đất : hệ số hiệu chỉnh k = k4.k5.k6.k7

- Mã chữ cái thích ứng với cách đặt sẽ không cần thiết.

+ Hệ số k4 : thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt. nếu chôn trong ống lấy là 0,8

còn lại là 1.

+ Hệ số k5 : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau.

+ Hệ số k6 : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp.

+ Hệ số k7 : thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất

3. Chọn dây:

a. Chọn dây pha :

Trên cơ sở phụ tải tính toán, xác định dòng làm việc lớn nhất Ilvmax.

Chọn dây theo điều kiện :

Với Ilvmax = Iđm cho một thiết bị

Ilvmax = Itt cho nhóm thiết bị

Itt : là dòng điện tính toán của nhóm

k : là tích các hệ số hiệu chỉnh

Ứng với Ilvmax ta tính được ICP sau đó tra các bảng phụ lục PLV12 – PLV13 –

[Thiết kế cấp điện –Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm] ta sẽ tìm được tiết diện và dòng

cho phép của dây dẫn.

b. Chọn dây nối đất bảo vệ PE :

Dây PE cho phép liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ không có điện của các

thiết bị điện để tạo lưới đẳng áp. Các dây này sẽ dẫn dòng sự cố do hư hỏng cách điện

(giữa pha và vỏ thiết bị tới điểm trung tính nối đất của nguồn. PE sẽ được nối vào đầu

nối chính của mạng. Đầu nối đất chính sẽ được nối với các điện cực nối đất qua dây

nối đất) (sơ đồ nối đất sẽ được trình bày chi tiết trong phần chống sét và nối đất).

k

I .lvmaxIcp ≥


Trang _ 69

Để chọn kích cỡ dây PE, ta sử dụng điềukiện sau :

Nếu Sph ≤ 16mm2 thì chọn SPE = Sph

Nếu 16 < Sph ≤ 35mm2 thì chọn SPE = 16 mm2

Nếu Sph > 35mm2 thì chọn SPE = Sph / 2

Trong đó : Sph là tiết diện của dây pha, SPE là tiết diện của dây nối đất bảo vệ.

c. Chọn dây đẳng thế :

- Chọn dây đẳng thế chính : cần có tiết diện ít nhất tương đương với nửa tiết

diện lớn nhất của dây PE, song không được vượt quá 25mm2 (Cu) hoặc 35mm2 (Al)

trong khi giá trị nhỏ nhất của tiết diện là 6mm2 (Cu) hoặc 10mm2 (Al).

- Chọn dây đẳng thế bổ sung : dây này cho phép phần vỏ thiết bị cách xa dây

đẳng thế chính (PE) gần nhất được nối với dây bảo vệ địa phương. Tiết diện của nó ít

nhất phải bằng nửa dây bảo vệ mà nó nối tới. Nếu nối 2 phần vỏ với nhau thì tiết diện

của nó ít nhất phải bằng tiết diện nhỏ nhất trong 2 dây PE.

d. Chọn dây trung tính :

Tiết diện và các bảo vệ cho dây trung tính ngoại trừ yêu cầu mang tải còn phụ

thuộc vào các yếu tố như : dạng của sơ đồ nối đất TT, TN… và phương pháp bảo vệ

chống chạm điện gián tiếp.

Chọn tiết diện dây trung tính phụ thuộc vào sơ đồ nối đất_sơ đồ TT, TN-S và IT

Các mạch một pha có tiết diện S ≤ 16mm2 (Cu) hoặc 25mm2 (Al) : chọn tiết

diện của dây trung tính cần bằng với dây pha.

Hệ thống 3 pha với tiết diện dây > 16mm2 (Cu) hoặc 25mm2 (Al) tiết diện dây

trung tính cần chọn :

- Bằng với dây pha hoặc nhỏ hơn với điều kiện là : dòng chạy trong dây trung

tính trong điều kiện làm việc bình thường nhỏ hơn giá trị cho phép Ilvmax, công suất 1

pha nhỏ hơn 100% so với tải 3 pha cân bằng hoặc dây trung tính có bảo vệ chống ngắn

mạch thích ứng.


Trang _ 70

A2,3730651,0

2431k

Ilvmax ==

Sơ đồ TN-C

Các điều kiện như trên cũng được áp dụng (về mặt lý thuyết, tuy nhiên, trên

thực tế dây trung tính không được hở mạch trong bất kỳ tình trạng nào vì nó cũng là

dây bảo vệ).

Sơ đồ IT :

Nói chung không nên có dây trung tính, khi đặt mạng 3 pha 4 dây cần thiết thì

các điều kiện nêu ở trên cho sơ đồ IT và TS là áp dụng được.

II. TÍNH TOÁN CHỌN DÂY:

+ Từ trạm Biến áp đến Tủ phân phối chính (TPPC): Dây đi nổi trong các ống

nhựa PVC

Dòng điện làm việc Max :

Hệ số hiệu chỉnh k = k1 x k2 x k3

k = 0,95 x 0,7 x 0,98 = 0,651

Chọn cáp đồng, bọc cách điện PVC mỗi pha 4 sợi cáp đơn

mỗi cáp đơn mang dòng 3730,2 / 4 = 932,55 A

Tra bảng ta chọn dây cáp có tiết diện 500mm2 có dòng cho phép Icp = 946 A

Chọn dây trung tính có tiết diện bằng dây pha : 500mm2

Chọn dây bảo vệ có tiết diện 500mm2

Vậy ta được kết quả chọn: 3 x (4x1C500mm2)+(2x1C500 mm2)+E (2 x 500mm2)

a. Chọn dây cho các Tủ động lực :

+ Từ Tủ TPPC đến Tủ động lực (TĐL) của nhóm máy đánh ống (TĐL1):

Dây đi trong mương bê tông có nắp đậy.

Dòng điện làm việc max: Ilvmax = Ittnh = 52,64 (A)

Hệ số hiệu chỉnh k = k4 x k5 x k6 x k7 = 0,8 x 0,8 x 1 x 0,95 = 0,608

A243138,0.3

1600Uñm.3

SI AMB

lvmax ===

Suy ra Icp ≥


Trang _ 71

Suy ra :

Chọn cáp đồng, cách điện PVC tiết diện 16mm2 có Icp = 113A

Chọn dây trung tính có tiết diện 10mm2


Kết quả chọn : 3C 16mm2 + 1C 10mm2 + E 16mm2

+ Từ tủ TPPC đến Tủ động lực của nhóm máy sợi con (TĐL2, TĐL3, TĐL4) :


Dòng điện làm việc max : Ilvmax = Ittnh = 299,2 (A)


Suy ra :

Chọn dây cáp đồng, cách điện PVC có tiết diện S = 300mm2

Icp = 565 A



Kết quả : 3 x 1C 300mm2 + 1C 240 mm2 + E 150mm2

+ Từ tủ TPPC đến Tủ động lực của máy sợi thô (TĐL5) :

Dây đi trong mương bê tông có nắp đậy

Dòng điện làm việc lớn nhất Ilvmax = Ittnh = 110,67 A


Suy ra : Icp ≥ Ilvmax / k = 110,67/ 0,532 = 208,03A

Chọn dây cáp đồng - cách điện PVC tiết diện S = 70mm2 có dòng cho phép

là 254 A

Chọn dây trung tính có tiết diện là 50mm2


Kết quả chọn : 3 x 1C 70mm2 + 1C 50mm2 + E35mm2

A57,86608,064,52

kI maxlvIcp ==≥

A4,562532,0

2,299k

I maxlvIcp ==≥


Trang _ 72

+ Từ Tủ phân phối chính (TPPC) đến Tủ động lực của máy ghép (TĐL6) :


Dòng điện làm việc max : Ilvmax = Ittnh = 77,4 A


Suy ra :

Chọn dây cáp đồng bọc vỏ cách điện PVC có tiết diện S = 35mm2

Dòng cho phép là 174A



Kết quả chọn 3x1C35mm2 + 1C25mm2 + E16mm2

+ Từ TPPC đến Tủ động lực của máy chải thô (TĐL7):

Dòng điện làm việc max : Ilv = Ittnh = 153,3A


Suy ra :

Chọn dây có tiết diện 120mm2 có dòng cho phép 343A

Dây cáp đồng bọc cách điện PVC

Chọn dây trung tính có tiệt diện 95mm2


Kết quả chọn : 3 x 1C120mm2 + 1C95mm2 + E70mm2

+ Từ TPPC đến Tủ động lực của nhóm máy bông – Quạt hút bông phế (TĐL8):

Dây đặt trong mương bê tông có nắp đậy

Dòng điện làm việc max : Ilvmax = Ittnh = 129,2A


A5,145532,0

4,77k

I maxlvIcp ==≥

)A(32,310494,0

3,153k

I maxlvIcp ==≥


Trang _ 73

Suy ra :

Chọn dây cáp đồng có tiết diện 70mm2 có dòng cho phép 254A

Dây cáp đồng bọc cách điện PVC



Kết quả chọn : 3 x 1C70mm2 + 1C50mm2 + E35mm2

+ Từ TPPC đến Tủ động lực của các thiết bị thuộc khối văn phòng – phòng bảo

trì – Quạt hút (TĐL9):

Dòng điện làm việc max : Ilvmax = Ittnh = 32,78 A


Suy ra :

Chon dây cáp đồng bọc cách điện PVC có tiết diện S = 16mm2 có dòng cho

phép 113A



Kết quả chọn : 3C16mm2 + 1C10mm2 + E16mm2

+ Từ TPPC đến Tủ động lực của xưởng cơ khí (TĐL10):

Dây đi ngầm trong ống cách điện

Dòng điện làm việc max : Ilvmax = Ittnh = 25,6A

- Hệ số hiệu chỉnh k = k4 x k5 x k6 x k7 = 0,8 x 1 x1 x 0,95 = 0,76

- Chọn dây cáp đồng, bọc PVC có tiết diện 6mm2 dòng phép 66A

)A(86,242532,0

2,129k

I maxlvIcp ==≥

)A(35,66494,0

78,32k

I maxlvIcp ==≥

)A(68,3376,06,25

kI maxlv ==⇒ Icp ≥


Trang _ 74

- Chọn dây trung tính có tiết diện 4mm2

- Chọn dây bảo vệ có tiết diện 6mm2

- Kết quả chọn 3C6mm2+1C4mm2+E6mm2

+ Từ TPPC đến Tủ động lực của các máy ở phòng phụ trợ (TĐL11):

Dây đi ngầm trong ống cách điện.

Dòng điện làm việc max :

Ilvmax = Ittnh = 133,33A

Hệ số hiệu chỉnh : k = k4 x k5 x k6 = 0,8 x 1 x 1 x 0,95 = 0,76

Suy ra :

- Chọn cáp bọc cách điện PVC có tiết diện 50mm2 dòng cho phép là 206A

- Chọn dây trung tính có tiết diện là 35mm2

- Chọn dây bảo vệ có tiết diện là 25mm2

b) Chọn dây cho các máy :

+ Từ Tủ động lực 1 (TĐL1) đến :

Máy đánh ống : dây đi trong ống nhựa chôn ngầm trong đất.

- Dòng điện làm việc lớn nhất :

Ilvmax = Iđm = 9,5A

- Hệ số hiệu chỉnh k = k4 x k5 x k6 x k7 = 1 x 0,65 x 1 x 0,95 = 0,617

-

Suy ra :

- Chọn dây cáp đồng, bọc cách điện PVC tiết diện 2,5mm2 dòng cho phép 41A

- Chọn dây bảo vệ có tiết diện 2,5mm2

- Chọn dây trung tính có tiết diện 2,5mm2

- Kết quả chọn 4C2,5mm2 + E2,5mm2

)A(43,17576,033,133

kI

I maxlvcp ==≥

A4,15617,0

5,9k

II maxlv

cp ==≥


Trang _ 75

Quạt hút gắn tường :

- Dây đi nổi trong các ống nhựa cách điện

- Dòng làm việc max :

Ilvmax = Iđm = 2A

- Hệ số hiệu chỉnh : k = k1 x k2 x k3 = 0,9 x 0,79 x 1 = 0,71

- Suy ra

Chọn dây cáp đồng, bọc cách điện PVC tiết diện 1,5mm2

Dòng cho phép là 31A

Chọn dây bảo vệ tiết diện 1,5mm2

- Kết quả chọn 4C1,5mm2 + E1,5mm2

+ Từ Tủ động lực 2 (TĐL2) đến :

Máy sợi con :

- Dây đi ngầm trong ống nhựa chôn ngầm dưới đất.

- Dòng điện làm việc lớn nhất.

Ilvmax = Iđm = 38,2A

- Hệ số hiệu chỉnh : k = k4 x k5 x k6 x k7 = 1 x 0,65 x 1 x 0,95 = 0,617

Suy ra

- Chọn dây cáp đồng, bọc cách điện PVC có tiết diện dây 6mm2

- Dòng cho phép 66A – 4 lõi.

- Chọn dây bảo vệ bằng dây pha 6mm2

- Kết quả chọn dây : 4C6mm2 + E 6mm2

Với các phần còn lại ta cũng tính tương tự và cho kết quả trong bản tính.

A371,02

kI

I maxlvcp ≈=≥

A9,61617,0

2,38k

II maxlv

cp ≈=≥


Trang _ 76

c) Chọn dây cho hệ thống chiếu sáng và ổ cắm :

+ Từ Tủ phân phối chính (TPPC) đến Tủ phân phối của hệ thống chiếu sáng: +

(TPPCS) dây đi nối trong ống cách điện.

- Ta cấp nguồn 3 pha cho các tủ chiếu sáng từ đó chia pha cho các dãy đèn và ổ cắm.

- Ở phần trước ta đã tính ra được công suất tác dụng và công suất phản kháng của hệ

thống chiếu sáng + ổ cắm

ΣPCS = 60,4 kW

ΣQCS = 71,935 kVAR

Công suất biểu kiến :


Hệ số hiệu chỉnh : k = k1 x k2 x k3 = 1x 0,82 x 1 = 0,82

Suy ra :

Chọn dây cáp đồng, bọc cách điện PVC, tiết diện 50mm2, dòng cho phép 206A

Chọn dây trung tính có tiết diện bằng dây pha: 50mm2


Kết quả chọn 4x1C50mm2 + 1Emm2

+ Từ Tủ phân phối chiếu sáng (TPPCS) đến Tủ chiếu sáng khu vực máy đánh ống và

đóng gói sản phẩm (TCS1) : dây đi trong mương bê tông có nắp đậy .

Tổng số bộ trên trong khu vực là 51 bộ

Kva93,93935,714,60QΣPΣS 222cs

2cscs =+=+=

A7,14238,0x3

93,93U3

S Ilvmax ===

A02,17482,0

7,142k/II maxlvcp ==≥


Trang _ 77

Công suất của 1 bộ đèn :

2 x (Pbđ + Pballast)

với : Pballast = 25% Pbđ = 25% x 40 = 10 (w)

Tổng công suất tác dụng tính toán của các bộ đèn

P = 51 x 2 x (Pbđ + Pballast) = 51 x 2 (40 + 10) = 5100w


Suy ra :

- Ta chọn cáp đồng, bọc cách điện PVC, tiết diện 4mm2, dòng cho phép 53A.

- Chọn dây trung tính có tiết diện bằng dây pha: 4mm2

- Chọn dây bảo vệ có tiết diện 4mm2

- Kết quả chọn 4C4mm2 + E4mm2

- Từ Tủ phân phối chính đến các Tủ chiếu sáng còn lại ta cũng tính tương tự và có

kết quả cho trong bảng.

+ Từ Tủ chiếu sáng đến các dãy đèn : Dây đi nối trên các máng

- Ta chọn 1 cặp dây cấp nguồn cho các bộ đèn trong 1 dãy và 1 dây bảo vệ có tiết

diện bằng dây cáp nguồn.

- Số bộ đèn chiếu nhất trong 1 dãy là 9 bộ (ở khu vực máy bông)

- Tổng công suất tác dụng tính toán trong 1 dãy :

P = 9 x2 (Pbđ + Pballast) = 9 x 2(40+10) = 900w


Với Vn = 220V là điện áp pha

cosϕ = 0,6

φcosVPI

nmaxlv =

A22,21608,0

9,12k/II maxlvcp ==≥


Trang _ 78

Suy ra

Hệ số hiệu chỉnh k = k1 x k2 x k3 = 0,95 x 0,81 x 1 = 0,77

Suy ra :

Chọn cáp đồng, bọc cách điện PVC, tiết diện 1,5mm2, dòng cho phép: 31A

Chọn dây bảo vệ 1,5mm2

kết quả chọn 2x1C1,5mm2 +E1,5mm2

Các dãy đèn còn lại ta cũng tính tương tự và kết quả cho trong bảng.

+ Chọn dây cho Tủ động lực dự phòng của hệ thống điều hoà :

- Với xưởng I :

Dòng điện định mức :

Suy ra :

Với k = k4.k5.k6.k7 = 0,8.0,8.1x0,95 = 0,608

A82,66,0x220

900I maxlv ==

A86,877,082,6

kI

I maxlvcp ==≥

A45895,0.8,0.38,0.3

229.cosU3

PI

ñm

1ÑHñm ===

ηφ

kI

I maxlvcp ≥

A3,763608,0

558Icp =≥


Trang _ 79

Chọn dây cáp đồng, bọc cách điện PVC, tiết diện 150mm2 với dòng cho phép:

387A

Chọn dây trung tính có tiết diện: 185mm2

Chọn dây bảo vệ có tiết diện: 150mm2

Kết quả chọn : 3 x(2x1C150mm2)+1C185mm2+E150mm2

- Với xưởng II :

Ta cũng tính tương tự và có kết quả chọn :

3x1C150mm2+1C95mm2+E95mm2

( Sau Đây là bảng tính chọn dây )


Trang _ 80

CHƯƠNG VII:

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ

A – KHÁI NIỆM NGẮN MẠCH.

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau (đối với mạng trung tính cách ly

hoặc nối đất) hoặc hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất (mạng trung tính nối đất

trực tiếp). Nói một cách khác, ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một

tổng trở rất nhỏ, xem như bằng không.

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng, và thường xảy ra trong hệ thống điện.

Khi có ngắn mạch thì dòng điện sẽ tăng lên rất cao và điện áp trong mạng điện giảm

xuống.

Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch: ngắn mạch ba pha (N(3)), hai pha

(N(2)), một pha (N(1)) và hai pha chạm nhau chạm đất (N(2,2))

Hình 7.1: Các dạng ngắn mạch

N (1)

A

B

C

N (2)

A

B

C

N (2,2)

A

B

C

N (3)

A

B

C


Trang _ 81

Qua thống kê cho thấy, xác suất xảy ra ngắn mạch một pha là nhiều nhất (65%), còn

xác suất xảy ra ngắn mạch ba pha là nhỏ nhất, chỉ chiếm 5%, nhưng ngắn mạch ba pha

là tình trạng sự cố nặng nế nhất và ta cần phải xét đến khi tính toán lựa chọn các thiết

bị bảo vệ cho hệ thống điện. Còn ngắn mạch một pha là tình trạng nhẹ nhất và ta

thường xét đến khi tính toán lựa chọn ngưỡng tác động cho các thiết bị bảo vệ.

Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha đối xứng tại những điểm đặc trưng là điều cần

thiết nhằm lựa chọn thiết bị đóng ngắt (theo dòng sự cố), cáp (theo tính ổn định nhiệt),

thiết bị bảo vệ, ngưỡng bảo vệ…/

Ngắn mạch 3 pha qua tổng trở bằng 0 (hay còn gọi là ngắt mạch kim loại) của

mạch được nuôi từ máy điện áp phân phối trung/hạ sẽ được khảo sát sau đây. loại trừ

một số trường hợp rất đặc biệt, còn thì ngắn mạch 3 pha kim loại sẽ là nặng nề nhất và

đơn giản để tính toán hơn cả.

I./ NGẮN MẠCH TẠI THANH CÁI HẠ ÁP MÁY BIẾN ÁP:

1. Lý thuyết:

Một cách sơ bộ, có thể tính toán dòng ngắn mạch bỏ qua tổng trở của hệ thống

lưới trung thế áp dụng cho trường hợp một máy biến áp:

Với

Trong đó :

Sđm – công suất định mức của máy (kVA)

Uđm – điện áp phía thứ cấp khi không tải (V)

Iđm – dòng định mức (A)

Usc – điện áp ngắn mạch (%)

Giá trị tiêu biểu Usc của MBA phân phối có điện áp sơ cấp ≤ 20 kV

được cho trong bản sau :

sc

ñmsc U

II =

ñm

ñmñm U3

SI


Trang _ 82

Bảng giá trụ Usc cho các MBA có điện áp sơ cấp ≤ 20kV

2. Tính toán:

- Áp dụng công thức ta tính đựơc dòng ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy

biến áp:

II/. TÍNH NGẮN MẠCH CHO MÁY PHÁT ĐIỆN:

1/. Lý thuyết:

- Điện kháng siêu quá độ (được sử dụng khi tính toán gía trị dòng định mức cắt

ngắn mạch cho CB hạ thế) có thời gian hoạt động bằng hoặc dưới 20ms, cũng như độ

bề điện động của CB và các thành phần khác (thanh dẫn, cáp đơn…) Điện kháng siêu

quá độ x"d được biểu thị bằng % bởi nhà sản xuất (tương tự như điện áp ngắn mạch

của MBA). Giá trị Ω của nó được tính như sau :

Công suất định

mức của MBA

kVA

Usc %

Dạng của biến áp

Dầu Khô

50 đến 630 4% 6%

800 đến 2500 6% 6%

ñm

2ñm

"d''

d SUx)(X =Ω

A47,2309)kV(4,0x3)KVA(1600

U3SI

ñm

MBAñm ===

)kA(5,3806,0

47,2309%U

IIsc

ñmsc ===


Trang _ 83

Với : x"đ - Điện kháng siêu quá độ

Uđm – Điện áp pha (V)

Sđm - Công suất định mức (kVA).

- Điện kháng quá độ sử dụng khi xem xét khả năng cắt mạch của CB hạ thế với thời

cắt hơn 20ms, khả năng chịu nhiệt của thiết bị đóng cắt và các bộ phận khác trong

hệ thống. Điện kháng quá độ x'd (%) được chuyển sang Ω bằng công thức :

- Điện kháng thứ tự không x0' (%) được chuyển sang Ω bằng công thức

- Trong trường hợp thiếu dữ kiện chính xác, ta có thể sử dụng những giá trị

sau đây :

x"d = 20%

x'd = 30%

x'0 = 6%

- Dùng ngắn mạch 3 pha quá độ tại đầu cực máy phát :

Isc = (Ig/x'd)

Trong đó :

Ig = dòng định mức đầy tải của máy phát (A)

Với : Ig = dm

MF

US.3

x'd – điện kháng quá độ mỗi pha của máy phát (%)

2. Tính toán:

- Áp dụng công thức ta tính được dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát :

kA077,63,0x38,0x3

kVA1200xUx3

Sx

II '

ññm

MF'd

gsc ====

ñm

2ñm

'd'

d SUx)Ω(X =

ñm

2ñm

'0'

0 SUx)(X =Ω


Trang _ 84

III/. NGẮN MẠCH BA PHA TẠI ĐIỂM BẤT KỲ CỦA LƯỚI HẠ THẾ:

1. Lý thuyết:

Hai phương pháp tính ngắt mạch thông thường nhất là :

a)Phương pháp tổng trở:

Mỗi phần tử của lưới (mạng trung áp, biến áp, cáp, máy cắt, thanh cái…) đều

được đặc trung bằng tổng trở của chúng. Ta có thể tóm tắc tổng trở của các phần tử

trong hệ thống cung cấp theo bảng sau :

Hện thống

Cung cấp

Máy biến áp

Thường được bỏ qua so với

XMBA cho MBA lớn hơn

100kVA

Với

CB Bỏ qua XD = 0,15mΩ/cực

Thanh góp Bỏ qua đối với S>200mm2

trong công thức R=ρL/S XB = 0,15 mΩ/m

Dây dẫn R=ρL/S Cáp : Xc =

0,08mΩ/m

Động cơ điện Động cơ thường được bỏ qua ở

lưới hạ áp.

Dòng ngắn

Mạch 3 pha

ISC=22

20

.3 TT XR

U

+

(Trích:Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC).

MBA2tt

CuMBA R;

I3PR =

Xvôùisoquaboûtheåcoù;R15,0XR

a

a =SC

220

aa SUZX ==

MBAMBAMBA XRZ =− 22

100Ux

SUZ sc

tt

220

MBA =


Trang _ 85

Dòng Isc tại điểm bất kỳ là :

Trong đó : U20 – Điện áp dây phía thứ cấp khi không tải (V)

ZT - Tổng trở mỗi pha tới điểm ngắn mạch (Ω)

S - Tiết diện dây dẫn (mm2)

L - Chiều dài dây dẫn (m)

ρ - Điện trở suất của dây ở nhiệt độ bình thường.

ρ = 22,5mΩ x mm2/m đối với đồng

PCu - Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp (W)

RT - Điện trở tổng (Ω)

XT - Cảm kháng tổng (Ω)

b) Xác định dòng ngắn mạch theo dòng ngắn mạch đầu dây:

Dựa vào các bảng H1 – 40 [Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo Tiêu Chuẩn

IEC] ta có thể xác định một cách nhanh chóng và khá chính xác dòng ngắn mạch tại

một điểm của lưới điện khi biết :

- Giá trị dòng ngắn mạch phía trước điểm có sự cố.

- Khoảng cách của các mạch giữa điểm ngắn mạch mà dòng sự cố đã biết và

điểm ngắn mạch đang xét. Khi đó cần chọn CB với dòng ngắn mạch lớn hơn giá trị

cho trong bảng.

2. Tính toán ngắn mạch theo phương pháp tổng trở:

Ta xác định tổng trở của mạng phía sơ cấp theo các bước sau :

a) Tổng trở hệ thống điện phía sơ cấp của máy biến áp:

Công suất ngắn mạch 3 pha sẽ được ngành điện cung cấp và từ đó có thể xác

định được tổng trở tương đương theo bảng sau :

T

20SC

Z3U

I =

Ssc U0 Ra (mΩ) Xa (mΩ) 250MVA 420 0,106 0,71 500MVA 420 0,053 0,353


Trang _ 86

Từ bảng tham khảo ở trên, ta xác định được điện trở và điện kháng của hệ thống

điện phía sơ cấp của MBA phân phối.

Xa = 0,353 (mΩ)

Trở kháng Ra phía sơ cấp nói chung là có thể bỏ qua so với Xa nhưng để tăng

tính chính xác, ta có thể chọn Ra = 0,15Xa

do đó : Ra = 0,15 x 0,353 = 0,053 (mΩ).

b) Tổng trở của máy biến áp:

Trở kháng RMBA và cảm kháng XMBA của các cuộn dây có thể tính theo các công thức

như sau :

Trong đó :

Uđm – Điện áp dây thứ cấp khi không tải (kV)

Sdm - Công suất định mức máy biến áp (kVA)

Usc%- Điện áp ngắn mạch (%)

PCu - Tổn hao ngắn mạch (tổn hao đồng) (kW)

c) Tổng trở của CB:

Trong lưới hạ áp, tổng trở của CB nằm phía trước vị trí sự cố cần phải được

tính đến. Cảm kháng có thể tiếp nhận giá trị 0,15mΩ cho mỗi CB trong khi trở kháng

có thể được bỏ qua.

XCB = 0,15mΩ

RCB = 0

Ωm11600

10.4,0x16S

10).UxP(R 2

62

2ñm

62ñmCu

MBA ===

Ω=== mxSUxUXñm

ñmscMBA 6

160010.4,0610).%( 4242


Trang _ 87

d) Tổng trở của thanh góp:

Trở kháng của thanh góp được bỏ qua và tổng trở (cảm kháng) đạt gía trị

0,15mΩ cho 1m chiều dài (f = 50Hz) khi khoảng cách giữa các thanh dẫn tăng

gấp đôi thì cảm kháng sẽ tăng khoảng 10%

XTG = 0,15mΩ/m

RTG = 0

e) Tổng trở dây dẫn :

Trở kháng của dây sẽ được tính theo công thức sau :

Trong đó :

ρ – Điện trở suất của vật liệu dây

ρ = 22,5mΩ.mm2/m cho đồng

ρ = 36mΩ.mm2/m cho nhôm

S - Tiết diện dây (mm2)

Cảm kháng của cáp được nhà chế tạo cung cấp. Đối với tiết diện dây nhỏ hơn

50mm2, cảm kháng có thể được bỏ qua. Nếu không có số liệu nào khác, có thể lấy

bằng 0,08mΩ/m (f = 50Hz)

F) Động cơ:

Tại thời điểm có ngắn mạch, động cơ đang vận hành sẽ giống như một máy

phát (trong khoảng thời gian ngắn) và cung cấp dòng đổ về chổ ngắn mạch. Sự tham

gia tạo dòng ngắn mạch của các động cơ có thể bỏ qua.

Rđc = 0

Xđc = 0

Từ đó ta có thể xác định được giá trị của dòng ngắn mạch tại điểm bất kỳ của

lưới hạ thế bằng công thức sau :

( Sau đây là kết quả tính toán ngắn mạch được cho trong bảng tính toán )

SLRdaâyρ

=

2T

2T

ñmsc

XR3

UI+

=


Trang _ 88

B- CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ:

I. KHÁI NIỆM CHUNG:

Các thành phần của mạch điện và hệ thống bảo vệ được xác định thỏa mãn các điều

kiện ràng buộc khi vận hành ở chế độ bình thường và không bình thường (sự cố).

Hệ thống cáp và bảo vệ tại mỗi cấp cần thỏa mãn đồng thời các điều kiện đảm bảo cho

một lưới điện an toàn và tin cậy, nghĩa là :

- Có khả năng mang tải lớn nhất và chịu được quá tải bình thường trong thời gian

ngắn.

- Không gây giảm áp mạnh trong những trường hợp như khởi động động cơ.

Hơn thế nữa, các thiết bị bảo vệ (CB hay cầu chì) cần :

- Bảo vệ cáp và thanh góp ở mọi cấp độ khỏi quá dòng,bao gồm cả dòng ngắn mạch.

- Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp, đặc biệt trong hệ thống nối đất TN và IT, khi

chiều dài mạch điện có thể hạn chế biên độ của dòng ngắn mạch, do đó làm chậm trễ

sự cắt mạch tự động.

1. Các định nghĩa:

a. Dòng làm việc max Ilvmax :

Ở cấp cuối của mạch điện, dòng này thích ứng với công suất định mức kVA của

tải. Trong trường hợp khởi động động cơ hoặc khi tải có dòng điện khởi động lớn, đặc

biệt khi tần số khởi động đáng kể (như thang máy, máy hàn kiểu biến trở…) cần tính

đến hiệu ứng tích lũy nhiệt khi quá dòng.

b. Dòng cho phép lớn nhất Icp :

Đây là giá trị lớn nhất của dòng mà dây dẫn có thể tải được vô hạn định và

không làm giảm tuổi thọ làm việc. Với tiết diện đã cho, dòng này phụ thuộc vào các

thông số sau :

- Kết cấu của cáp và đường dẫn cáp (dây Cu hoặc Al; cách điện PVC hoặc EPR;

số dây làm việc)

- Nhiệt độ môi trường

- Phương pháp lắp đặt

- Ảnh hưởng của mạch điện lân cận


Trang _ 89

c. Quá dòng :

Quá dòng của tải xảy ra khi dòng làm việc vượt quá dòng làm việc lớn nhất

Ilvmax của nó. Nếu như sự cố hư hỏng dây dẫn (và thiết bị quá dòng sinh ra do hỏng

hóc các bộ phận của nó) nhất thiết phải được loại bỏ, thì dòng này cần được cắt với tốc

độ phụ thuộc vào biên độ của dòng. Quá dòng trong thời gian tương đối ngắn có thể

xảy ra trong điều kiện vận hành bình thường. Có hai dạng quá dòng cần được phân

biệt :

+ Quá tải :

Điều này xảy ra trong cách mạch điện vận hành bình thường, ví dụ : do việc

một vài tải vận hàng ngắn hạn cùng vận hành một thời điểm, khởi động động cơ…

Nếu như những điều này duy trì trong khoảng thời gian lớn hơn thời gian nào đó (phụ

thuộc vào ngưỡng đặt của rơle hoặc cầu chì) thì mạch điện có thể bị cắt.

+ Ngắn mạch :

Những dòng này sinh ra do hư hỏng cách điện giữa các dây dẫn hoặc giữa dây

dẫn và đất (ở hệ thống có trung tính nối đất qua điện trở nhỏ) như :

- Ngắn mạch 3 pha (có hoặc không chạm trung tính hoặc chạm đất).

- Ngắn mạch 2 pha (có hoặc không chạm trung tính hoặc đất)

- Ngắn mạch 1 pha (chạm trung tính hoặc đất)

2. Nguyên lý bảo vệ quá dòng:

Các thiết bị bảo vệ thường đặt ở đầu mạch điện. chúng sẽ cắt dòng trong

khoảng thời gian nhỏ hơn giá trị cho theo đặc tuyến I2t của cáp nhưng lại cho phép

dòng Ilvmax chạy vô hạn định.

Sau khi có dòng ngắn mạch chạy qua dây dẫn trong khoản thời gian nhỏ hơn 5s,

các đặc tính của dây dẫn cách điện có thể được xác định gần đúng theo công thức : I2t

= k2S2

Trong đó :

t : thời gian dòng ngắn mạch chạy qua (s)

S : tiết diện của dây cách điện (mm2)


Trang _ 90

I : dòng ngắn mạch (A)

k = hằng số đặc trưng của dây cách điện

Công thức này chỉ ra rằng lượng nhiệt năng cho phép sinh ra sẽ có tỷ lệ thuận

với tiết diện dây.

II. CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ (CB):

1. Khái quát:

Trong quá trình vận hành hệ thống điện,có thể xuất hiện tình trạng sự cố và có

chế độ làm việc không bình thường của các phần tử.

Trong phần lớn các trường hợp, các sự cố thường kéo theo hiện tượng dòng điện các

thiết bị có dòng tăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và bị hư hỏng.

Khi điện áp bị giảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình thường và tính ổn

định của các máy phát làm việc song song và của toàn bộ hệ thống bị giảm.

Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tần số lệch khỏi

giới hạn cho phép và nếu để kéo dài tình trạng này có thể xuất hiện sự cố.

Như vậy, sự cố làm rối loạn sự hoạt động bình thường của hệ thống điện nói

chung và của các hộ tiêu thụ nói riêng, còn các chế độ làm việc không bình thường có

thể tạo nguy cơ xuất hiện sự cố.

Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và của các hộ tiêu thụ, khi xuất hiện

sự cố, cần phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly nó khỏi phần không bị

hư hỏng, do đó phần còn lại duy trì sự hoạt động bình thường, đồng thời giảm được

mức độ hư hại của phần bị sự cố. Thiết bị bảo vệ không những có lợi về mặt kinh tế

mà nó còn bảo vệ an toàn cho người vận hành.

Thiết bị bảo vệ CB là loại thiết bị tự động bảo vệ có chức năng thực hiện tốt yêu cầu

trên, dây dẫn bảo vệ an toàn dùng để bảo vệ chạm vỏ của thiết bị.


Trang _ 91

2. Chọn CB:

Các hệ thống điện hiện đại không thể làm việc bình thường nếu thiếu thiết bị bảo vệ

CB. Bảo vệ CB theo dõi liên tục tình trạng và chế độ làm việc của tất cả các phần tử

của hệ thống điện. Khi xuất hiện sự cố, bảo vệ CB phát hiện và cắt phần hư hỏng, loại

nó ra khỏi mạng điện.

Khi chọn CB cần chú ý đến khả năng ngắn mạch phối hợp với dây dẫn, khả năng

đảm bảo làm việc bình thường của lưới (đóng, ngắt động cơ).

Điều kiện để chọn CB:

- UđmCB ≥ Uđmlưới.

- IđmCB ≥ Ilvmax.

- IcắtCB ≥ (3)NI

- Icp dd ≥ Iđm CB

Trong đó:

- UđmCB: điện áp định mức của CB (V).

- Uđmlưới = 400(V): điện áp định mức của lưới điện.

- IđmCB: dòng điện định mức của CB (A).

- Itt.nh: dòng điện tính toán của nhóm thiết bị (A).

- (3)NI : dòng ngắn mạch ba pha của dây dẫn (kA).

- IcắtCB: dòng điện cắt của CB (kA).

( Sau đây là bảng chọn CB )


Trang _ 92

CHƯƠNG VIII :

KIỂM TRA SỤT ÁP

I/. ĐẶT VẤN ĐỀ :

Tổng trở của các đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bỏ qua được, khi mang

tải sẽ luôn tồn tại sụt áp giữa đầu và cuối đường dây. Vận hành các tải như động cơ,

chiếu sáng, phụ thuộc nhiều vào điện áp trên đầu vào của chúng và đòi hỏi giá trị điện

áp gần với giá trị định mức.

Do vậy cần phải chọn kích cỡ dây sao cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tại

điểm cuối phải nằm trong phạm vi cho phép.

Các phương pháp xác định độ sụt áp được trình bày nhằm kiểm tra:

- Độ sụt áp phù hợp với tiêu chuẩn đặc biệt về điện áp.

- Độ sụt áp là chấp nhận được và thỏa mãn các yêu cầu về vận hành.

Độ sụt áp lớn nhất cho phép sẽ thay đổi tuỳ theo quốc gia. Các giá trị điển hình

đối với lưới hạ thế sẽ được cho trong bảng

Độ sụt áp lớn nhất cho phép từ điểm nối vào lưới tới nơi dùng điện

Chiếu sáng Các loại tải khác

động cơ , sưởi

Từ trạm hạ áp công cộng 3% 5%

Từ trạm khách hàng trung hạ

được nuôi từ lưới trung áp

công cộng

6% 8%

Các độ sụt áp giới hạn này được cho trong các chế độ vận hành bình thường (ổn

định tĩnh) và không được sử dụng khi khởi động động cơ hoặc khi cắt đổng thời 1 cách

tình cờ nhiều tải.


Trang _ 93

R =

Sụt áp vượt quá giá trị bảng trên sẽ gây ra hàng loạt vấn đề cho động cơ,như

động đứng yên (do mo men điện từ không vượt quá momen tải) làm cho động cơ hoạt

động quá nóng hoặc động cơ tăng tốc chậm, dòng tải lớn gây nên sụt áp trên các thiết

bị khác. Giải pháp khắc phục là sử dụng dây có tiết diện lớn hơn.

Dưới đây là một số phương pháp tính độ sụt áp :

+ Sử sụng công thức để tính sụt áp :

Bảng sau đây sẽ cho công thức chung để tính sụt áp cho mỗi Km chiều dài dây.

Mạch Sụt áp ΔU

V %

1 pha : pha/pha ΔU=2Ilvmax(Rcosϕ+Xsinϕ)L

1 pha : pha/trung tính ΔU=2Ilvmax(Rcosϕ+Xsinϕ)L

3 pha cân bằng: 3pha

có hoặc không có trung

tính

ΔU= 3 I lvmax(Rcosϕ+Xsinϕ)L

Trong đó :

Ilvmax : dòng làm việc lớn nhất (A)

L : chiều dài dây (km)

R : điện trở dây (Ω/km)

X: cảm kháng dây = 0,08Ω/km

ϕ : góc pha giữa điện áp và dòng trong dây

Chiếu sáng : cosϕ = 0,6

Động cơ khi khởi động cosϕ = 0,35 bình thường cosϕ = 0,8

ñoàngdaâycho)mm,daâydieäntieát(S

km/mmΩ5,222

2

100Uñm

UΔ

VnU100Δ

UñmU100Δ


Trang _ 94

+ Sử dụng bảng tính để tính sụt áp :

Các tính toán có thể sẽ không cần thiết nếu ta sử dụng bảy sụt áp trang H1-39

sách thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC để tính sụt áp gần đúng trên 1 Km cho

1A và phụ thuộc vào :

- Dạng của tải cho động cơ cosϕ = 0,8 và chiếu sáng cosϕ = 0,6

- Dạng của áp : 1 pha hay 3 pha

Độ sụt áp sẽ được tínhbằng K x Ilvmax x L

Trong đó K được cho trong bảng.

II./ TÍNH TOÁN SỤT ÁP CHO HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ MÁY :

Để tính sụt áp ta sử dụng công thức trong bảng trên để tính, nhưng với số lượng

mạch điện quá nhiều ta chỉ đơn cử tính toán cho một số mạch, các mạch còn lại sẽ

được cho kết quả trong bảng.

+Sụt áp từ Máy biến áp đến Tủ phân phối chính (TPPC) :

+Sụt áp từ Tủ phân phối chính đến Tủ động lực của cụm máy bông, Quạt hút

%38,0100380

006,0).6,0.08,08,0630x3

5,22(2431.3

100U

Lx)φsinXφcosR(I3%Uñm

maxlv

=+

=

+=Δ

%9,1100380

106,0).6,0.08,08,070

5,22(2,129.3

100U

Lx)φsinXφcosR(I3%Uñm

maxlv

=+

=

+=Δ


Trang _ 95

+Tính sụt áp từ Tủ động lực của nhóm máy bông – Quạt đến Quạt hút bông phế :

Vậy sụt áp từ đầu ra máy biến áp đến nơi tiêu thụ trên mạch là :tổng của các độ sụt áp

+Sụt áp từ Tủ phân phối chính đến Tủ động lực thứ 3 của máy sợi con (TĐL 4) :

+Sụt áp từ Tủ động lực đến máy sợi con :

Tổng sụt áp từ đầu ra máy biến thế đến máy sợi con :

Bằng cách tính tương tự như trên ta có được các giá trị về tính toán sụt áp

cho trong bảng sau.

%8%77,249,09,138,0%U <=++=Δ

%8%345,295,001,138,0%U <=++=Δ

%49,0100380

015,0).6,0.08,08,016

5,22(5,61.3

100U

Lx)sinXcosR(I3%Uñm

maxlv

=+

=

+=

φφΔ

%01,1100380

069,0).6,0.08,08,0300

5,22(2,299.3

100U

Lx)sinXcosR(I3%Uñm

maxlv

=+

=

+=

φφΔ

%955,0100380

018,0).6,0.08,08,06

5,22(2,38.3

100U

Lx)sinXcosR(I3%Uñm

maxlv

=+

=

+=

φφΔ


Trang _ 96

(Đối với tải 1 pha : pha/trung tính ta dùng công thức :

Vn : là điện áp pha )

Các giá trị này đều nằm trong khoảng cho phép.

BẢNG TÍNH TOÁN SỤT ÁP

Tuyến dây từ Ilvmax (A)

Tiết diện s (mm2)

R=22,5/s (Ω/km)

Cosϕ

X (Ω/km)

Sinϕ

Chiều dài L (km)

ΔU%

ΔU%tổng từ máy biến áp đén (%)

Máy biến áp đến Tủ phân phối chính (TPPC)

2431 3x630 0,0119 0,8 0,08 0,6 0,007 0,38 0,38

Từ Tủ phân phối chính đến Tủ động lực 1 (TĐL1)

52,64 16 1,406 0,8 0,08 0,6 0,068 1,91 2,29

TĐL1 đến máy đánh ống 9,5 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,014 0,73 3,02

TĐL1 đến quạt hút gắn tường

2 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,003 0,0198 2,31

Từ TPPC đến TĐL4 299,2 300 0,075 0,8 0,08 0,6 0,069 1,01 1,39

TĐL4 đến máy sợi con Số 30 (xa nhất)

38,2 6 3,75 0,8 0,08 0,6 0,018 0,955 2,345

Từ TPPC đến TĐL11 133,33 50 0,45 0,8 0,08 0,6 0,02 0,496 0,876

Từ TĐL11 đến máy nén 63,3 16 1,406 0,8 0,08 0,6 0,006 0,2 1,076

Từ TĐL 11 đến máy tách ẩm

14,48 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,006 0,59 1,468

TĐL11đến quạt hút gió nóng

12 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,014 0,588 1,464

TĐL11đến máy mài suốt 5,47 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,015 0,45 1,326

%100Vn

L)φsinXφcosR(I2%U maxlv +=Δ


Trang _ 97



R=22,5/s (Ω/km)

Cosϕ

X (Ω/km)

Sinϕ

Chiều dài L (km)

ΔU%


TĐL11 đến bơm cấp nước 3,2 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,025 0,44 1,316

TPPC đến TĐL9 62,2 16 1,41 0,8 0,08 0,6 0,077 2,56 2,95

TĐL9 đến máy mài kim 3 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,004 0,065 3,01

TĐL9 máy dập kim 6 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,01 0,329 3,27

TĐL9 đến bơm chữa cháy

22,5 4 5,625 0,8 0,08 0,6 0,025 1,166 4,11

TĐL9 đến máy điều hoà 13,89 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,025 2,01 4,95

TĐL9 đến máy kiểm tra chất lượng sợi

2,35 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,027 0,695 3,64

TĐL9 đến quạt gắn tường 2 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,016 0,1 3,05

TĐL9 đến quạt hút (kênh ngầm)

60 16 1,406 0,8 0,08 0,6 0,025 0,8 3,75

TPPC đến TĐL5 110,67 70 0,321 0,8 0,08 0,6 0,042 0,645 1,025

TĐL5 đến máy sợi thô 22,7 4 5,625 0,8 0,08 0,6 0,03 1,411 2,436

TPPC đến TĐL6 77,4 35 0,64 0,8 0,08 0,6 0,075 1,48 1,86

TĐL6 đến máy ghép 16 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,018 0,95 2,82

TPPC đến TĐL7 153,3 120 0,187 0,8 0,08 0,6 0,061 0,84 1,22

TĐL7 đến máy trải thô 11,3 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,03 1,12 2,34


Trang _ 98



R=22,5/s (Ω/km)

Cosϕ

X (Ω/km)

Sinϕ

Chiều dài L (km)

ΔU%


TPPC đến TĐL8 129,2 70 0,321 0,8 0,08 0,6 0,106 1,9 2,28

TĐL8 đến máy cấp bông 24,0 6,0 3,75 0,8 0,08 0,6 0,031 1,03 3,31

TĐL8 đến máy xé kiện 21,36 6,0 3,75 0,8 0,08 0,6 0,035 1,038 3,32

TĐL8 đến quạt hút bông phế

61,5 16 1,406 0,8 0,08 0,6 0,015 0,49 2,77

TĐL8 đến máy ép kiện 6 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,026 0,856 3,136

TPPC đến TĐL10 25,6 6 3,75 0,8 0,08 0,6 0,032 1,138 1,518

TĐL10 đến máy tiện 11 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,01 0,36 1,878

TĐL10 đến máy khoan 1,6 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,012 0,1 1,618

TĐL10 đến máy cắt 7 2,5 9 0,8 0,08 0,6 0,012 0,277 1,795

TĐL10 đến máy hàn 45,45 6 3,75 0,8 0,08 0,6 0,008 1,007 2,525

TĐL10 đến máy mài 5,6 1,5 15 0,8 0,08 0,6 0,001 0,03 1,548

TPPC đến Tủ phân phối chiếu sáng TPPCS

142,7 50 0,45 0,6 0,08 0,6 0,006 0,135 0,515

Từ TPPCS đến Tủ TCS1 12,88 4 5,625 0,6 0,08 0,8 0,068 1,37 1,885




Trang _ 99



R=22,5/s (Ω/km)

Cosϕ

X (Ω/km)

Sinϕ

Chiều dài L (km)

ΔU%







Trang _ 100

CHƯƠNG IX :

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

I/. Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT :

1. Khái niệm chung :

Nâng cao hệ số công suất là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm

điện năng.

Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản

kháng Q, những thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng là:

-Động cơ không đồng bộ, chúng tiêu tốn khoảng 60-65% công suất phản kháng của

lưới điện.

-Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%

-Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%.

Như vậy điện cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụ nhiều

công suất phản kháng nhất. Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng

hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện; còn công suất phản kháng Q là công suất từ

hóa trong các nhà máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công .

Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát điện và tải tiêu thụ là một

quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của

Q trong ½ chu kỳ của dòng điện bằng không, cho nên tạo ra công suất phản kháng

không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện.

Công suất phản kháng cung cấp cho tải tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn

(máy phát điện). Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người

ta đặt gần các tải tiêu thụ các thiết bị sinh ra Q (tụ điện,máy bù đồng bộ) để cung cấp

Q trực tiếp cho tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng


Trang _ 101

Khi có bù công suất phản kháng thì góc lệnh qua giữa dòng điện và điện áp trong

mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosϕ của mạng điện được nâng cao, giữa P, Q

và góc ϕ có mối quan hệ sau:

PQarctg=ϕ

Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q trên đường dây

truyền tải được giảm xuống, do đó góc ϕ giảm, kết quả là cosϕ tăng lên.

Hệ số công suất cosϕ được nâng lên sẽ mang lại những hiệu quả sau đây:

a) Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện:

Tổn thất trên đường dây được tính theo công thức:

)Q()P(2

2

2

2

2

22

PPRUQR

UPR

UQpP Δ+Δ=+=

+=Δ

Do đó khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn thất

công suất )Q(PΔ do Q gây ra.

b) Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện:

Do )Q()P( UUU

QXU

PRU

QXPRU Δ+Δ=+=+

=Δ

Do đó khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn thất

công suất )Q(UΔ do Q gây ra.

c) Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp:

Khả năng truyền tải của đường dây vá máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện

phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện này được xác

định như sau:

U3QPI

22 +=


Trang _ 102

Với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp

(tức I = const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải P bằng cách giảm công suất

phản kháng Q mà ta phải tải đi. Vì thế khi giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu

cosϕ của mạng điện được nâng cao (tức giảm lượng Q phải tryền tải) thì khả năng

truyền tải của đường dây và MBA được tăng lên.

d)Giảm giá thành điện :

Việc lắp đặt các tụ điện để điều chỉnh hệ số công suất trong các mạng điện cho

phép các hộ tiêu thụ giảm tiền điện nhờ giữ mức tiêu thụ công suất phản kháng dưới

giá trị thỏa thuận với công ty cung cấp điện. Năng lượng phản kháng được tính theo hệ

số tgϕ.

tgϕ = Q (kVARh)/P (kWh)

Do đó tổng năng lượng phản kháng được tính tiền cho thời gian sử dụng sẽ là :

kVARh (phải trả tiền) = kWh (tgϕ - 0,4)

Với Kwh là năng lượng tiêu thụ trong giai đoạn bị hạn chế kWh.tgϕ là tổng năng

lượng phản kháng được tính miễm phí trong thời gian qui định hạn chế.

tgϕ = 0,4 ứng với Cosϕ = 0,93

Vì thế nếu thực hiện các biện pháp đảm bảo hệ số công suất không thấp hơn 0,93

trong thời gian bị hạn chế, người dùng điện sẽ phải không trả tiền cho năng lượng phản

kháng đã tiêu thụ.

Ngoài ra việc nâng cao hệ số cosϕ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí

kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện.

Vì những lý do trên mà viêc nâng cao hệ số công suất cosϕ, bù công suất phản

khán đã trở thành vấn đề quan trọng, cần phải được quan tâm đúng mức khi thiết kế,

cũng như vận hành hệ thống cung cấp điện.


Trang _ 103

2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên :

- Thay đổi về cải tiến qui trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ

hợp lý nhất.

- Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ đó có công suất

nhỏ hơn.

- Hạn chế động cơ chạy không tải.

- Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.

- Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.

3. Bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất :

Để cải thiện hệ số công suất của mạng điện cần bộ tụ điện làm nguồn phát công

suất phản kháng. Cách giải quyết này được gọi là bù công suất phản kháng.

Để bù công suất phản kháng tiêu thụ tại các xí nghiệp, ta có thể dùng máy bù

đồng bộ, tụ điện, động cơ điện đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích từ hoặc dùng máy

phát điện làm việc ở chế độ bù để làm máy bù.

Thiết bị bù phải chọn trên cơ sở tính toán so sánh về kỹ thuật, kinh tế. Mỗi thiết

bị đều có ưu nhược điểm riêng.

Hình thức đặt thiết bị bù gồm có : bù riêng, bù nhóm, bù tập trung.

- Bù riêng : bộ tụ được mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện có

tính cảm, bù riêng nên được xét đến khi công suất của động cơ là đáng kể so với công

suất mạng điện.

- Bù nhóm (từng phân đoạn) bù nhóm nên sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi

chế độ tải tiêu thụ theo thời gian của các phân đoạn thay đổi khác nhau, bộ tụ được đấu

vào Tủ phân phối khu vực.

- Bù tập trung : bù tập trung áp dụng khi tải ổn định và liên tục bộ tụ đấu vào

thanh góp hạ áp của Tủ phân phối chính và được dùng trong thời gian tải hoạt động


Trang _ 104

4. Điều chỉnh dung lượng bù :

Để đạt được hiệu quả cao nhất, ta cần phải điều chỉnh dung lượng bù của tụ

điện cho phù hợp với phụ tải phản kháng. Song, vì phụ tải luôn luôn biến đổi và các tụ

điện được chế tạo sẵn thành các phần tử có dung lượng nhất định nên việc điều chỉnh

liên tục dung lượng bù là điều khó thực hiện được.

Trong thực tế người ta chia tụ điện thành nhiều nhóm nhỏ và tùy theo sự biến đổi của

phụ tải mà cho nhiều hay ít nhóm làm việc.

+ Có 4 cách điều chỉnh dung lượng bù :

- Điều chỉnh dung lượng bù của tụ điện theo điện áp : Căn cứ vào điện áp của

thanh cái của trạm biến áp để tiến hành điều chỉnh tự động dung lượng bù.

- Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian: Căn cứ vào sự biến đổi

của phụ tải phản kháng trong một ngày đêm để đóng hay cắt bớt tụ điện.

- Điều chỉnh dung lượng bù theo dòng phụ tải : Được dùng trong trường hợp

phụ tải biến đổi đột ngột.

- Điều chỉnh dung lượng bù theo hướng đi của công suất phản kháng: Thường

được dùng khi trạm biến áp ở cuối đường dây và xa nguồn.

5. Vận hành tụ điện :

Tụ điện hạ áp được đặt tập trung trong Tủ gần với Tủ phân phối trung tâm. Vì

khả năng gây nổ thấp, nên không cần đặt chúng vào trong phòng riêng mà có thể đặt

ngay trong nhà xưởng, những nơi đặt cũng cần khô ráo, ít bụi bặm và thoáng mát.

Vận hành tụ điện phải đảm bảo hai điều kiện :

- Điều kiện nhiệt độ : phải giữ cho nhiệt độ không khí xung quanh tụ điện không

được vượt quá 35OC.

- Điều kiện điện áp : phải giữ cho điện áp trên cực của tụ điện không vượt quá

110% điện áp định mức. Khi điện áp của mạng vượt quá giới hạn cho phép thì phải cắt

tụ điện ra khỏi mạng.


Trang _ 105

II./ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO NHÀ MÁY :

1. Chọn thiết bị bù và vị trí bù :

Ta chọn thiết bị bù cho nhà máy là bộ tụ bù. Có lợi nhất về mặt giảm tổn thất

điện áp, điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động

cơ điện tuy nhiên nếu phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, quản lý vận hành.

Vì thế ta chọn vị trí đặt tụ bù tập trung cạnh Tủ phân phối trung tâm.

2. Chọn dung lượng bộ tụ bù :

Hệ số công suất trước khi bù :

Suy ra : tgϕtrước = 0,724

Stt n máy

81,01,92943,1283

43,1283

QP

Pcos

222ttnmaùy

2ttnmaùy

ttnmaùytröôùc =

+=

+=φ


Trang _ 106

Hệ số này tương đối thấp do đó ta cần bù một lượng công suất phản kháng sao cho sau

khi bù thì hệ số công suất đạt khoảng 0,93; cosϕsau = 0,93 hay tgϕsau = 0,395. Lượng

công suất phản kháng cần bù :

Qbù = Qtrước – Qsau = Pttnmáy (tgϕtrước - tgϕsau)

= 1283,48 (0,724 – 0,395) = 422,26 kVAR

Ta sử dụng 12 bộ tụ bù mỗi bộ có công suất 40 kVAR hoạt động ở điện áp

400V

Thử lại : Lượng công suất phản kháng đã bù là 12 x 40 = 480 kVAR

tgϕsau = tgϕtrước – 480/1283,43 = 0,35

Hệ số công suất sau khi bù : cosϕsau = 0,944

3. Chọn mạch bảo vệ, điều khiển và cáp nối cho tụ bu :

Do có sự tồn tại các thành phần sóng hài điện và khả năng sai số của linh kiện

được sản xuất, các linh kiện phải được chạy theo dòng và bằng 1,5 lần dòng điện định

mức. Để tránh không làm cho CB tác động ngoài ý muốn trong khi thực hiện đóng

điện cho tụ. Các phần tử của rờle tác động tức thời bảo vệ quá dòng điện, nếu cần thiết

sẽ được chỉnh định ở mức cao thích hợp.

Dòng điện định mức tụ được cho theo hệ thức :

Chọn dây dẫn có dòng cho phép Icp≥1,5 Iđm = 1,5.729,3 = 1093,95A

Chọn dây cáp đồng, lõi cách điện PVC mỗi dây có tiết diện 120mm2; dòng cho

phép 382A. Kết qủa chọn : 3 x (3x1C120mm2)

Chọn CB tổng cho cả bộ tụ có các thông số :

Iđm : 1000A Icu = 50kA Loại : C1001N

Uđm : 690V số cực : 3

A3,72938,0.3

480U3QI

ñmñm ===


Trang _ 107

Để chọn dây dẫn và CB cho các bộ tụ ta chia làm 12 cụm tụ mỗi cụm 1 bộ với

công suất phản kháng trên 1 cụm : 40 kVAR

Dòng điện định mức mỗi cụm được tính : Iđm =38,0.3

40 =60,75

Chọn dây dẫn có dòng cho phép (cho 1 cụm)

Iđm ≥1,5 Iđm = 1,5.60,75 = 91,125A

Chọ dây cáp 16mm2, bọc cách điện PVC có dòng cho phép 113A.

Kết quả chọn : 3 x 1C16mm2.

Ta chọn CB bảo vệ cho 1 cụm tụ với các thông số :

Iđm = 100A số cực : 3 loại NS 100N

Uđm = 500V Icu : 25kA


Trang _ 108

CHƯƠNG X :

CHỐNG SÉT

I./ ĐẶT VẤN ĐỀ :

Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và đất hay

giữa các đám mây mang điện tích trái dấu. Sét đánh trực tiếp vào dây dẫn của đường

dây tải điện vào các thiết bị điện, công trình điện… gây nên quá điện áp nguy hiểm,

làm ngắn mạch, chạm đất các pha, làm hư hỏng cách điện của các thiết bị điện, gây

gián đoạn sự cung cấp điện, làm thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân. Vì vậy, bảo vệ

chống sét đánh trực tiếp là công việc bắt buộc của thiết kế cung cấp điện.

Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các thiết bị điện và các công trình điện

khác được thực hiện bằng các cột thu lội. Những kết cấu gồm : bộ phận thu sét, bộ

phận nối đất và bộ phận dẫn dòng điện sét nối liền về điện 2 bộ phận trên với nhau.

Đỉnh của bộ phận thu sét vượt cao trên tất cả các thiết bị và bộ phận mạng điện

cần bảo vệ. Phạm vi bảo vệ của bộ phận chống sét phụ thuộc vào nhiều yếu tố : chiều

cao, số lượng, cách bố trí các cột thu sét, chiều cao định hướng của sét và các điều

kiện của địa chất, thủy văn của nơi đặt hệ thống thu sét.

Một thiết kế về hệ thống chống sét hoàn chỉnh cần phải thực hiện được 6 điểm

sau :

- Đón bắt sét đánh trên những đầu thu sét đặt trong không trung tại những vị trí

ta mong muốn.

- Dẫn dòng điện sét đi xuống đất một cách an toàn nhờ dây dẫn được thiết kế

đặc biệt để đưa xuống đất mà không nguy hiểm do sự cố quá nóng.

- Tiêu tán năng lượng sét vào trong đất với sự tăng lên ít nhất về điện thế trong

đất.

- Loại trừ các vòng mạch ngắn nằm trong đất và sự chênh lệch về điện thế đất

bằng cách tạo nên một tổng trở thấp, hệ thống nối đất đẳng thế.

- Bảo vệ trang thiết bị được nối đến đường dây điện lực khỏi bị ảnh hưởng tăng

vọt và quá trình quá độ, đề phòng hư hỏng trang thiết bị và đình trệ sản xuất.


Trang _ 109

II./ THIẾT BỊ CHỐNG SÉT :

Ta sử dụng thiết bị chống sét tạo tia tiên đạo Prevectron 2 của nhà sản xuất

Indelec (Pháp) để chống sét cho nhà máy.

1. Cấu tạo của thiết bị chống sét Prevectron 2 :

Bao gồm :

- Kim thu sét trung tâm bằng đồng điện phân hoặc thép không gỉ, kim này có tác

dụng tạo một đường dẫn dòng sét liên tục từ tia tiên đạo và dẫn xuống đất theo dây dẫn

sét. Kim thu sét này được gắn trên trụ đỡ cao tối thiểu 2m.

- Hộp bảo vệ bằng đồng hoặc thép không gỉ, có tác dụng bảo vệ thiết bị tạo Ion

bên trong. Hộp này được gắn vào kim thu sét trung tâm.

- Thiết bị tạo Ion, giải phóng Ion và phát tia tiên đạo : đây là thiết bị có tính năng

đặc biệt của đầu thu sét Prevectron 2 có thể tạo ra được một vùng bảo vệ rộng lớn với

mức độ an toàn cao.

- Hệ thống các điện cực phía trên : có tác dụng phát tia tiên đạo.

- Hệ thống các điện cực phía dưới : có tác dụng thu năng lượng điện trường khí

quyền, giúp cho thiết bị chống sét hoạt động.

2. Nguyên tắc hoạt động của đầu thu sét Prevectron 2

Trong trường hợp dông bão xảy ra điện trừong khí quyền gia tăng nhanh chóng

khoảng vài ngàn vôn/mét, đầu thu sét Prevectron 2 sẽ thu năng lượng điện trường khí

quyển bằng hệ thống điện cực phía dưới. Năng lượng này được tích trở trong thiết bị

Ion hóa.

Trước khi xảy ra hiện tượng phóng điện sét (mà ta thường gọi là sét đánh) có

một sự gia tăng nhanh chóng và đột ngột của điện trường khí quyển, ảnh hưởng này

tác động làm thiết bị Ion hóa giải phóng năng lượng đã tích lũy dưới dạng các Ion, tạo

ra một đường dẫn tiên đạo về phía trên chủ động dẫn sét.


Trang _ 110

3. Đặc điểm quá trình Ion hóa :

Quá trình Ion hóa được đặc trưng bởi những tính chất sau :

- Điều khiển sự giải phóng Ion đúng thời điểm :

Thiết bị Ion hóa cho phéo Ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời

điểm thích hợp đặc biệt, chỉ vài phần của dây trước khi có phóng điện sét, do đó đảm

bảo dẫn sét kịp thời, chính xác và an toàn.

- Sự hình thành hiệu ứng Corona :

+Sự xuất hiện của một số lượng lớn các Electron tiên đạo cùng với sự gia tăng

của điện trường có tác ụng rút ngắn thời gian tạo hiệu ứng Corona.

+Sự chuẩn bị trước một đường dẫn sét về phía trên :

Đầu thu sét Prevectron 2 phát ra một đường dẫn sét chủ động về phía trên nhanh

hơn bất cứ điểm nhọn nào gần đó. Do đó sẽ đảm bảo dẫn sét chủ động và chính xác.

Trong phòng thí nghiệm, đặc điểm này được đặc trưng bằng đại lượng ΔT độ lợi về

thời gian phát ra một đường dẫn sét về phía trên giữa đầu thu sét Prevectron 2 và các

loại kim thu sét thông thường khác.

4. Các loại đầu thu sét :

Có 5 loại đầu thu sét Prevectron 2, mỗi loại được chia làm 2 nhóm khác nhau :

- Loại cấu tạo bằng đồng : Kim thu sét trung tâm và các điện cực được chế tạo

bằng đồng, đảm bảo thu và dẫn sét tốt.

- Loại cấu tạo bằng thép không gỉ : Kim thu sét trung tâm, các điện cực và hộp

bảo vệ làm bằng thép không gỉ. Loại đầu thu sét này thích hợp với môi trường ăn mòn

và nơi có nhiều bụi bặm.

Mỗi đầu thu sét trong năm loại trên có bán kính bảo vệ phù hợp với từng cấu

trúc công trình khác nhau.


Trang _ 111

5. Các ưu điểm :

+ Bán kính bảo vệ rộng.

+ Khả năng bảo vệ công trình ở mức cao nhất.

+ Tự động hoạt động hoàn toàn, không cần nguồn điện cung cấp, không cần bảo trì.

+ Nối đất đơn giản nhưng tin cậy

+ Hoạt động tin cậy, an toàn, đã được kiểm tra thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

cao áp bởi trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (C.N.R.S) và kiểm tra trong

điều kiện sét thực tế bởi Hội đồng năng lượng nguyên tử Pháp (C.E.A)

6. Vùng bảo vệ :

Bán kính bảo vệ Rp của đầu kim dẫn sét Prevectron 2 được tính theo công thức

đã được định bởi tiêu chuẩn quốc gia Pháp NFC 17-102 (Tháng 07/1995).

- Bán kính bảo vệ Rp phụ thuộc vào các thông số sau :

+ Độ lợi về thời gian ΔT của từng loại đầu kim Prevectron 2

Cho phép tính giá trị của ΔL theo công thức :

ΔL (m) =106.ΔT

+ Cấp bảo vệ (I, II hoặc III) theo yêu cầu của từng loại công trình và được xác

định theo tài liệu hướng dẫn về nguy cơ sét đánh.

+ Chiều cao thực của cột thu lôi tính từ mặt bằng phải bảo vệ là h.

Bán kính bảo vệ Rp của đầu kim dẫn được tính theo công thức thực nghiệm sau :

Rp = với h > 5m

Với h ≤ 5m, tra trong bảng cataloge

h : chiều cao thực của đầu kim

ΔL : 106.ΔT

D = 20m, 45m, 60m tùy theo cấp bảo vệ được yêu cầu :

)Lp2(L)hD2(h ΔΔ ++−


Trang _ 112

7. Bán kính bảo vệ :

Bán kính bảo vệ của từng loại đầu thu sét prevectron 2

được tính như sau :

Cấp bảo vệ trung bình : D = 45m

Cấp bảo vệ tiêu chuẩn : D = 60m

S 6.60 31 47 63 79 79 79 79 79 80 80

S 4.50 27 41 55 68 69 69 69 69 70 70

S 3.40 23 35 46 58 58 59 59 59 60 60

TS 3.40 23 35 46 58 58 59 59 59 60 60

TS 2.25 17 25 34 42 43 43 43 44 45 45

h (m) >> 2 3 4 5 6 8 10 15 20 45m S 6.60 39 58 78 97 97 98 99 101 102 105

S 4.50 34 52 69 86 87 87 88 90 92 95

S 3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85

TS 3.40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 85

TS 2.25 23 34 46 57 58 59 61 63 65 70

h (m) >> 2 3 4 5 6 8 10 15 45 60m S 6.60 43 64 85 107 107 108 109 113 119 120

S 4.50 38 57 76 95 96 97 98 102 109 110

S 3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100

TS 3.40 33 50 67 84 84 85 87 92 99 100

TS 2.25 26 39 52 65 66 67 69 75 84 85

Cấp bảo vệ cao nhất : D =20m

h (m) >> 2 3 4 5 6 7 8 10 15 20m

Max

Max

Max


Trang _ 113

Loại dầu

thu sét

Giá trị

ΔT (s)

Mã số

loại đồng

Mã số

loại thép

Trọng lượng

(kg)

S 6.60 60 1241 1242 4,2

S 4.50 50 1231 1232 4,0

S 3.40 40 1221 1222 3,8

TS 3.40 40 1221 1212 2,5

TS 2.25 25 1201 1202 2,3

III./ CHỌN ĐẦU KIM THU SÉT CHO NHÀ MÁY SỢI :

Với nhà máy sợi có kích thước như sau :

Dài : 74,8m

Rộng : 68m

Ta chọn cấp bảo vệ tiêu chuẩn D = 60m

Chọn loại kim S 3.40, chiếu cao của kim so với mặt bằng cần bảo vệ h = 4m

Các thông số của loại kim thu sét S 3.40 như sau :

Loại : bằng đồng

Đường kính : 185mm

Chiều cao : H : 385mm

Khối lượng (kg) : 2,5kg

Giá trị ΔT (s) : 40

IV./ NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT :

1. Khái niệm :

Lắp đặt sự tiếp đất căn cứ vào một dãi rộng các loại đất, mỗi loại có tinh chất

điện học khác nhau. sự lựa chọn một kỹ thuật tiếp đất duy nhất tùy thuộc vào cả đất và

kinh tế. Một sự cố gắn liền với sự truyền một xung điện vào đất, nó gây ra sự tăng điện

thế tại điểm sét đánh. Điện thế giảm theo khoảng cách từ điểm sét đánh và tạo ra điện

thế bước nguy hiểm cho con người.

Các thông số kỹ thuật


Trang _ 114

Những phương pháp nối đất thông dụng :

- Dây đơn, nối đầu :Kết quả kém khi sét chỉ có một đường, điện thế đất cao tại

nơi bắt sét.

- Tiếp đất rẻ quạt, những tia quạt đơn : lý tưởng cho vùng có trở kháng đất cao

hơn, tạo thành nhiều đường cho điện sét và khả năng kết hợp với đất cao.

- Tiếp đất nhiều cột : đặt các cột tùy thuộc vào chiều sâu đóng cột khoảng cách

giữa các cột gần bằng 2 lần chiều sâu.

- Tiếp đất khoan sâu : cần ở nơi khô ráo và nơi mực nước ngầm thấp, chủ yếu

tạo sự tiếp xúc thường xuyên giữa thành lỗ và cột.

2. Tính toán nối đất chống sét cho nhà máy sợi :

Tính toán nối đất chống sét cho nhà máy được thực hiện theo trình tự sau :

- Điện trở nối đất phải trong khoảng qui định từ 4 đến 10 Ω

- Điện trở suất của đất ρ = 100Ωm

- Chọn hệ số mùa km = 1,5 đối với cọc và km = 1,2 đối với thanh (bảng 4-3 sách

[Kỹ thuât cao - 2000])

Lúc này ρtt = ρ.km = 100. 1,15 = 115 Ωm đối với cọc và ρtt = 120 Ωm đối với

thanh.

- Chọn phương án nối đất : kết hợp cọc và thanh

- Chọn cọc thép tròn, đường kính dc = 6cm, dài l = 3m, chôn sâu tc = 0,8m, các

cọc chôn cách nhau khoảng a = 3m

- Chọn thanh ngang bằng thép dẹt, tiết diện 40x4mm2 chôn sâu tt = 0,8m

- Cách chôn cọc : chôn thành dãy thẳng hàng.

- Điện trở nối đất của cọc :

Với:

)lt4lt4ln

21

dl2(

l2 c

ttc1 lnR −

++=

πρ

3,2238,0

2lt tc =+=+= )Ω(17,30)

33,2.433,2.4ln

21

06,03.2(

32115

lnR c1 =−+

+=→ π


Trang _ 115

- Xác định sơ bộ số cọc, ta chọn n = 10 cọc. Tra bảng hệ số sử dụng cọc và

thanh ngang : Bảng 10 – 3 sách [Cung cấp điện – Nguyễn Xuân Phú]

ηc = 0,59; ηt = 0,62

Điện trở khuyếch tán của 10 cọc là :

Chiều dài của thanh nối các cọc lại với nhau :

L = (n-1)a = 9 . 3 = 27m

Điện trở của 1 thanh nối nằm ngang :

Trong đó ρtt = 120 Ωm

k = 1, hệ số phụ thuộc cách bố trí thanh ngang

(bảng 4-2 sách [Kỹ thuật cao áp - 2000])

L = 27m chiều dài tạo nên bởi các thanh nối.

Bề rộng thanh nối

Chiều sâu thanh nối

tt = 0.8

Vậy có :

)(1,559,0.10

17,3010 c

c1c

RR Ωη

===

tt

2tt

t1 d.tL.kln.

Lπ2R

ρ=

cm22bd t ==

)(6,702,0.8,0

27.1l27..2

120R2

nt1 Ωπ

==


Trang _ 116

Điện trở tản của thanh nối

Vậy điện trở nối đất của cả hệ thống :

)(25,1262,06,7R

Rt

t1t Ω

η===

Ω6,325,121,525,12.1,5

RR

R.RR

tc

tcht =

+=

+=

a= 3m

0,06m

0,8m l =

3m

10 cọc

Documents

Ðo an Tot Nghiep