TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG (Môn học: Đồ án Cung cấp điện) Giáo viên hướng dẫn: ThS LÊ TRỌNG NGHĨA Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HOÀI PHONG 16142178 TP Hồ Chí Minh 17-05-2019 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh giảng dạy cho em kiến thức chuyên môn để em hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Trọng Nghĩa Nhờ hướng dẫn, bảo tận tình thầy đặc biệt lời khuyên quý báu góp ý em gặp trở ngại thầy giúp em hoàn thảnh tốt mục tiêu đề tài Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Đối tượng thiết kế chiếu sáng Phân xưởng sản xuất cáp Phân xưởng với kích thước: + Chiều dài a = 40m + Chiều rộng b = 20m + Chiều cao h = 6m + Diện tích 800m2 Các yêu cầu chiếu sáng  Tính tiện nghi cao Hệ thống chiếu sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý người lao động Nếu chiếu sáng đạt mức tiện nghi cao có tác dụng: + Tăng suất người lao động + Giảm phế phẩm + Giảm tần số xuất tai nạn lao động Để đạt điều này, hệ thống chiếu sáng cần đảm bảo: + Độ rọi toàn mặt phẳng làm việc cần đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu + Màu sắc ánh sáng phù hợp tính chất cơng việc + Khơng gây chói  Khi thiết kế chiếu sáng cần tính tốn dự trữ để dự trù phát triển tương lai  Tính an tồn cao  Giảm cố thấp cho người thiết bị  Đặt thiết bị bảo vệ, nối đất để chống dòng rò, chống xảy chạm chập, ngắn mạch, tải, cháy nổ  Phải có hệ thống chiếu sáng cố, chiếu sáng khẩn cấp xảy hỏa hoạn, cố  Tiết kiệm điện tiêu thụ, chi phí đầu tư vận hành thấp, tính tốn thiết kế mang tính kinh tế cao đảm bảo đạt chuẩn Thiết kế chiếu sáng  Các hệ số phản xạ Chọn hệ số phản xạ theo công nghiệp nhẹ: + Hệ số phản xạ trần ρtr = 50% + Hệ số phản xạ tường: ρt = 30% + Hệ số phản xạ sàn: ρs = 10%  Chọn đèn Chọn sử dụng Đèn LED Philip Lighting CoreLine Highbay Mã sản phẩm: BY120P G3 LED105S/840 PIR WB GR Từ catalogue nhà sản xuất, ta có thơng số đèn là:  Thông tin đèn  Thông số vận hành điện + Điện áp ngõ vào 220-240V + Tần số 50-60 Hz + Hệ số công suất ≥ 0.9  Kích thước đèn: + Chiều dài 382 mm + Chiều rộng 379 mm + Chiều cao 141 mm + Đường kính 379 mm  Thơng số chiếu sáng đèn + Quang thông 10500 lm + Dung sai quang thông ±10% + Hiệu suất phát sáng (quang hiệu) 129 lm/W + Nhiệt độ màu 4000K + Chỉ số hoàn màu CRI ≥ 80 + Công suất 85W  Phân bố đèn + Chiều cao phân xưởng h = 6m + Bề mặt làm việc hlv = 0.8m + Đèn cách trần ht = 0.4m + Độ cao treo đèn so với mặt phẳng làm việc Htt = 4.8m  Xác định hệ số sử dụng CU Chỉ số phòng i: I= a.b htt ( a + b) = = 2.88 Căn vào số phòng i = 2.88, loại đèn hệ số phản xạ trần ρ tr = 50%, tường ρt = 30%, sàn ρs = 10% phân xưởng Tra bảng catalogue đèn, ta chọn được: CU = 0.92  Xác định hệ số mát ánh sáng LLF + LLD hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng  LLD = 0.7 + RSDD = 0.98 hệ số suy hao phản xạ phòng bụi + BF = 1.0 hệ số cuộn chấn lưu + Căn vào môi trường làm việc phân xưởng có bụi trung bình vừa phải (moderate), chế độ bảo trì 12 tháng (1 năm) vệ sinh đèn lần  Ta LDD = 0.98 hệ số suy hao quang thơng bụi Ta tính hệ số mát ánh sáng đèn : LLF = RSDD*LLD*BF*LDD = 0.98*0.7*1.0*0.98 = 0.68  Chọn độ rọi yêu cầu Theo TCVN 7114–1:2008, chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng sản xuất cáp là: Eyc = 300 (lux)  Xác định số đèn N bô = E yc S φbô CU LLF = = 36 => Số đèn cần sử dụng khoảng 36 Thiết kế chiếu sáng phần mềm Visual  Phân bố đèn cho phân xưởng Yêu cầu: Mặt phẳng làm việc phải nhận lượng ánh sáng gần giống Số đèn khoảng 36 Ta thiết kế: + Lắp đặt đèn thành cột hàng theo kích thước phân xưởng + Mỗi hàng cách 4.9m + Mỗi cột cách 4.3m + cột cách tường 2.9m + hàng cách tường 2.4m  Thiết kế chiếu sáng với phần mềm Visual  Tính cơng suất tủ chiếu sáng Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất công ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x50 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 19/1.8 Đường kính tổng (mm) 12.6 Trọng lượng gần (kg/km) 29 Cường độ tối đa (A) 164 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 0.89 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 125/0.8 = 156.25A < 164A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 55kW: Ilvtt = = = 90.2A Động pha 55kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 100A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất công ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x50 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 19/1.8 Đường kính tổng (mm) 12.6 Trọng lượng gần (kg/km) 29 Cường độ tối đa (A) 164 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 0.89 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 100/0.8 = 125A < 164A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 45kW: Ilvtt = = = 73A Động pha 45kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 100A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất cơng ty CADIVI sản xuất với thông số Mã Tiết diện danh định (mm2) Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) Đường kính tổng (mm) Trọng lượng gần (kg/km) Cường độ tối đa (A) Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) CVV 4x50 19/1.8 12.6 29 164 0.89 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 100/0.8 = 125A < 164A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 37kW: Ilvtt = = = 60.1A Động pha 37kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 80A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất cơng ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x38 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 7/2.6 7.8 Đường kính tổng (mm) 11.4 Trọng lượng gần (kg/km) 32.52 Cường độ tối đa (A) 114 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 0.92 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 80/0.8 = 100A < 114A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 22kW: Ilvtt = = = 36A Động pha 22kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 40A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất cơng ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x11 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 7/1.4 4.2 Đường kính tổng (mm) 6.8 Trọng lượng gần (kg/km) 20.12 Cường độ tối đa (A) 55 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 3.02 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 40/0.8 = 50A < 55A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 15kW: Ilvtt = = = 25.2A Động pha 15kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 40A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất công ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x11 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 7/1.4 4.2 Đường kính tổng (mm) 6.8 Trọng lượng gần (kg/km) 20.12 Cường độ tối đa (A) 55 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 3.02 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 40/0.8 = 50A < 55A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 2.2kW: Ilvtt = = = 3.7A Động pha 2.2kW có MCCB bảo vệ có dòng định mức 10A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây pha dây trung tính nối đất công ty CADIVI sản xuất với thông số Mã CVV Tiết diện danh định (mm2) 4x2 Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn (N/mm) (mm) 7/0.6 1.8 Đường kính tổng (mm) 3.4 Trọng lượng gần (kg/km) 11.61 Cường độ tối đa (A) 18.5 Điện áp rơi cosφ = 0.8 (V/A/km ) 16.8 Kiểm tra điều kiện phát nóng: IN CB /K ≤ Icp = 10/0.8 = 12.5A < 18.5A (thỏa mãn) • Dòng làm việc động pha 2.2 kW, sử dụng điện áp 220V với cosφ = 0.86: Ilvtt = = = 11.6A Động pha 2.2kW có CB bảo vệ có dòng định mức 15A Ta chọn dây cáp điện lực 2, 3, ruột, ruột dẫn đồng nhiều sợi xoắn, cách điện nhựa PVC, điện áp cách điện 660V, dây gồm dây pha dây trung tính cơng ty CADIVI sản xuất với thông số: Mã Tiết diện danh Số Đường sợi/đườn kính dây g kính sợi dẫn Đường kính tổng Trọng lượng gần Cường độ tối đa (A) Điện áp rơi cosφ = 0.8 CVV định (mm2) 2x2 (N/mm) (mm) (mm) 7/0.6 1.8 3.4 (kg/km) 10.5 24 (V/A/km ) 18.8 Kiểm tra điều kiện phát nóng: Ilvtt /K ≤ Icp = 15/0.8 = 18.75A < 24A (thỏa mãn) CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT Mục đích Việc thiết kế hệ thống nối đất chuẩn hạn chế cố cho hệ thống điện hư hỏng thiết bị điện Thưc thống nối đất an toàn làm trực tiếp giảm điện áp tiếp xúc đặt lên người thiết bị rò điện vỏ nhằm đảm bảo an tồn cho người Tính tốn nối đất Thiết kế nối đất bên phân xưởng, điện trở nối đất cho phép trạm biến áp Rđ ≤ 4Ω + Điện trở suất đất: ρ = 200 Ωm (đất khô) + Hệ số mùa: Km = 1.4 (đo vào mùa khô) Chọn cọc nối đất loại tròn lõi thép bọc đồng có chiều dài L c = 3m; đường kính cọc dc = 16 mm, đặt dọc theo chu vi phân xưởng cách mép phân xưởng 2m Cọc chôn sâu cách mặt đất h = 0.5m Chọn dây cáp đồng trần liên kết cọc có tiết diện F = 50mm², đường kính dây d t = 8mm với tổng chiều dài: Lt= 2*42 + 2*20 = 124m Với tổng chiều dài Lt =124m, chọn khoảng cách trung bình cọc a = 5m Số lượng cọc cần dùng n = 24 cọc Thiết kế nối đất cọc thẳng đứng đóng xung quanh xưởng theo chu vi mạch vòng, xét tỉ số = 1.5, chọn hệ số sử dụng cọc hệ số sử dụng nối cọc là: ηc = 0,64 ηt = 0,32 + Điện trở suất tính tốn đất: ρtt = Km ⋅ ρ = 1.4*200 = 280 Ωm + Điện trở nối đất cọc: rc = *[ln()]* = * [ln()] * = 75Ω + Điện trở nối đất hệ thống n cọc (xét hệ số sử dụng cọc): + Điện trở nối đất thanh/cáp nối cọc: rt = * [ln()] = * [ln()] = 6.2Ω + Điện trở nối đất thanh/cáp nối cọc (xét hệ số sử dụng thanh): Rt = = 19.4Ω + Điện trở nối đất toàn hệ thống: Rht = = = 3.6Ω < 4Ω Do trạm biến áp 22/0.4 kV nên < 4Ω => Giá trị điện trở nối đất tính tốn đạt u cầu CHƯƠNG THIẾT KẾ CHỐNG SÉT Thiết kế chống sét Phân xưởng có chiều cao 6m nơi tập trung đơng cơng nhân, để chống sét đánh trực tiếp, sử dụng kim phóng điện sớm ESE (Early Streamer Emission) Kim đặt cột đỡ nhơm có đường kính Φ60, chiều dài h = 3m, mái phân xưởng, chọn mức bảo vệ tương ứng biên độ dòng sét cực đại I = 10kA, khoảng cách phóng điện tương ứng: D = 10*I 2/3 = 10*102/3 = 46m có cấp độ bảo vệ III (D= 45m) mã hiệu tS2.25; loại tia; có thời gian phát tia tiên đạo ∆T=27.5 μs; bán kính bảo vệ Rp Thiết kế nối đất cho hệ thống chống sét có điện trở nối đất yêu cầu Rđ < 10Ω Chọn điện trở suất đất: ρ = 200Ωm (đất khô); hệ số mùa: Km = 1.4 Sử dụng cọc nối đất loại tròn lõi thép bọc đồng có chiều dài L c = 3m; có đường kính dc = 16mm, chôn sâu cách mặt đất h = 0.5m Chọn cáp thoát sét chống nhiễu cho hệ thống, sử dụng cáp thoát sét chống nhiễu Erico loại E2 với chiều dài tản sét lớn 60m (tính theo bán kính bảo vệ kim ESE) với chiều dài 16.5m Thiết kế nối đất cọc thẳng đứng đóng thành dãy cách 6m cách mép phân xưởng 3m theo chiều dài, xét tỉ số sử dụng nối cọc là: a = =2 Lc ηc = 0,77 ; chọn hệ số sử dụng cọc hệ số ηt = 0,83 Chọn dây cáp đồng trần liên kết cọc có tiết diện F = 50mm², đường kính d t = 8mm với tổng chiều dài: Lt= 5*6 = 30m Điện trở suất tính tốn đất: ρtt = Km ρ = 1.4*200 = 280 Ωm Điện trở nối đất cọc: rc = [ln()] = [ln()] = 75Ω Điện trở nối đất hệ thống n cọc (xét hệ số sử dụng cọc) Điện trở nối đất thanh/cáp nối cọc: rt = [ln()] = * [ln()] = 21.39Ω Điện trở nối đất thanh/cáp nối cọc (xét hệ số sử dụng thanh): Rt = = 25.77Ω Điện trở nối đất toàn hệ thống Rht = = = 9.55Ω ≤ 10Ω => Giá trị điện trở nối đất chống sét tính tốn đạt u cầu CHƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Y/Δ CHO ĐỘNG CƠ PHA Sơ đồ mạch động lực mạch khởi động Y/Δ cho động pha Sơ đồ mạch điều khiển mạch khởi động Y/Δ cho động pha Bảng chức năng: Kí hiệu F2 S1 S2 K1 K2 K3 T Chức Rơ le nhiệt bảo vệ tải Nút dừng STOP Nút khởi động START Contactor Contactor chạy Y Contactor chạy Δ Timer CHƯƠNG 10 BẢNG KHỐI LƯỢNG DỰ TOÁN THIẾT BỊ Bảng khối lượng dự toán phần thiết bị cho tủ tổng MSB tủ tụ bù cosφ Tên thiết bị Máy cắt khơng khí bảo vệ ACB Tụ bù cơng suất Bộ điều khiển tụ bù cấp CB bảo vệ tủ tụ bù CB bảo vệ tụ bù Contactor cho tụ bù Mã sản phẩm LVB-06G50J MKC-405300KT MIKRO PFR60 EZC400N3400N EZC100H3080 LC1E80 Số lượng 1 6 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đồ án thiết kế cung cấp điện, cố gắng thân giúp đỡ tận tình thầy, tài liệu tham khảo thầy cung cấp nhận xét thầy qua phần, đồ án tương đối hoàn chỉnh Tuy đồ án thiếu sót khơng đáng kể nhìn chung đồ án hồn thành tốt lần em xin cảm ơn thầy Ths Lê Trọng Nghĩa giúp đỡ em nhiều thời gian qua Em cảm ơn thầy! ... 0.95 ta cần bù cho phân xưởng lượng Qbù là: Qbù = Ptttong px (tanφ1 – tanφ2) = 926.9*[tan(arccos(0.88)) - tan(arccos(0.94))] = 174 kVar Chọn tụ bù cho phân xưởng  Chọn loại tụ bù cho phân xưởng... bù tính theo cơng thức: Qbù = Ptttong px (tanφ1 – tanφ2) Trong đó: + Ptttong px cơng suất tác dụng tồn phân xưởng + tanφ1 hệ số công suất trước bù + tanφ2 hệ số công suất sau bù Để nâng cao hệ... sáng tính tốn cho toàn phân xưởng Theo catalogue đèn sử dụng chiếu sáng cho phân xưởng, ta có cosφ = 0.9 Pttcs = P1bộ * N1bộ = 85*36 = 3060 W = 3.06 kW Qttcs = Pttcs * tanφ = 3.06*tan(arc(cos(0.9))