QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng, trực thuộc Công ty Xi măng Hải Phòng, được thành lập theo quyết định số 105/XMVN-HĐQT ngày 26/03/1999 Nằm trên quốc lộ 5 (số 3 đường Hà Nội), xí nghiệp này là đơn vị tiên phong trong chương trình chuyển đổi sản xuất, phù hợp với chủ trương công nghiệp hóa - hiện đại hóa của ngành xi măng Việt Nam.
Hình 1.1: Công ty bao bì xi măng Hải Phòng
Xí nghiệp sản xuất vỏ bao đựng xi măng hiện đại, được đầu tư từ Cộng hòa Liên Bang Đức và Cộng hòa Áo, với công suất giai đoạn 1 đạt 25 triệu vỏ bao/năm Sản phẩm vỏ bao KPK, PK của xí nghiệp đã được các công ty thành viên của Tổng Công ty công nghiệp Xi măng Việt Nam và một số công ty xi măng liên doanh sử dụng và đánh giá cao về chất lượng và giá cả.
Tuy mới bước vào hoạt động theo quy mô mới nhưng xí nghiệp bao bì
Xi măng Hải Phòng đã xây dựng được uy tín vững chắc với khách hàng nhờ vào phương thức làm ăn chuyên nghiệp Đội ngũ cán bộ công nhân viên không ngừng nâng cao đời sống và trình độ nghiệp vụ, tạo nên sự đoàn kết và nhiệt huyết trong công việc Nhờ đó, xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng đang dần ổn định và phát triển bền vững.
SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC
Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của xí nghiệp.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ
Công nghệ sản xuất bao bì xi măng hiện nay sử dụng quy trình khép kín bán tự động, trong đó một số công đoạn vẫn cần sự can thiệp của con người Khi xảy ra sự cố, sự tham gia của con người là cần thiết để hệ thống có thể hoạt động trở lại.
Phó giám đốc điều hành
Phòng kế toán, thống kê tài chính
Phòng tổ chức hành chính
Phòng kỹ thuật, vật tư
Xưởng sản xuất bắt đầu với hạt nhựa PP và các phụ gia được trộn và định lượng trước khi nạp vào máy đùn để tạo sợi Tại đây, hạt nhựa và phụ gia được nấu chảy ở các nhiệt độ khác nhau, sau đó được ép vào khuôn phẳng để tạo thành màng nhựa Màng nhựa được làm mát bằng nước cho đến khi đông cứng, rồi được xử lý để loại bỏ hơi nước Dao cắt sẽ cắt màng nhựa thành các sợi đều nhau Để cải thiện tính chất cơ lý, các sợi sau khi cắt sẽ được đưa qua lò ủ, lò tôi và kéo sợi Cuối cùng, các sợi được cuộn lại và kiểm tra chất lượng trước khi đưa vào khâu dệt.
Khâu dệt sử dụng 15 máy dệt để tạo ra các tấm vải phẳng hoặc hình ống dài vô tận Sợi được cấp vào máy dệt thông qua hệ thống cấp sợi dọc và ngang Sau khi dệt, vải được kéo lên trên nhờ động cơ kéo vải, và sau đó chuyển động ngang để cuộn thành Rulo bằng hệ thống con lăn Cuối cùng, vải hình ống sẽ được cắt thành 2 tấm phẳng bằng hệ thống dao nhiệt.
Các Rulo được chuyển tới khâu đùn tráng màng, nơi một lớp nhựa mỏng được tráng lên bề mặt giấy xi măng và mành nhựa để tăng cường độ bền và chống ẩm cho bao bì xi măng Sau đó, các cuộn giấy xi măng và vải bao được đưa qua bộ phận tạo nhám nhằm nâng cao chất lượng dính của màng nhựa Quả lô nóng làm nóng vải bao và giấy trước khi đến đầu đùn, nơi lớp màng từ hạt PP được tạo ra để kết dính giữa lớp dính và vải bao Cuối cùng, quả lô ép thực hiện ép dính, và qua hệ thống con lăn, vải và giấy đã được tráng sẽ được quấn thành các Rulo đạt yêu cầu.
Quy trình sản xuất bao bì bắt đầu từ khâu tráng màng và giấy xi măng, tiếp theo là khâu in và cắt ống, nơi thực hiện việc in chữ và biểu tượng lên vỏ bao Các bộ phận quan trọng trong khâu này bao gồm tở cuộn, máy tạo nhám, máy in, xâm lỗ, bộ phận tạo ống, máy đùn nhựa dán mép bao, vòi phun hồ dán giấy, máy cắt hai đầu bao kinh tế, bộ phận phân bao hai đường và hệ thống băng vải.
Vỏ bao được sản xuất qua quy trình in - cắt lồng ống, sau đó trải qua bước gấp vành thực hiện bằng tay trước khi đến khâu may Tại đây, hai máy may công nghiệp sẽ may kín một đầu bao, tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh Các vỏ bao sau khi hoàn thiện sẽ được chuyển đến bộ phận đếm qua hệ thống băng tải, với chương trình đếm có thể thay đổi theo nhu cầu Cuối cùng, vỏ bao hoàn chỉnh sẽ được in dấu ép kiện trước khi được đưa vào kho thành phẩm.
Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bao bì xi măng
Tạo sợi Máy nén khí
7 máy dêt 8 máy dệt Đùn tráng Máy tráng màng
ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một công trình, bước đầu tiên là xác định nhu cầu điện năng của công trình Nhu cầu này có thể dựa trên phụ tải thực tế hoặc tính đến sự phát triển trong tương lai, tùy thuộc vào quy mô của công trình Việc xác định nhu cầu sử dụng điện năng là rất quan trọng, trong đó phụ tải tính toán đóng vai trò là số liệu then chốt cho việc thiết kế hệ thống cung cấp điện.
Xác định phụ tải điện chính xác là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị và an toàn Nếu phụ tải tính toán thấp hơn thực tế, thiết bị có thể hư hỏng hoặc gây cháy nổ; ngược lại, nếu cao hơn quá nhiều, sẽ dẫn đến lãng phí Do đó, nhiều nghiên cứu và phương pháp tính toán đã được phát triển Trong thực tế thiết kế, có thể chấp nhận sai số khoảng ±10% khi đơn giản hóa công thức tính toán phụ tải điện.
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính:
Nhóm thứ nhất dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số tính toán Phương pháp này có đặc điểm thuận tiện nhưng chỉ mang lại kết quả gần đúng.
Nhóm thứ hai bao gồm các phương pháp dựa trên lý thuyết xác suất và thống kê, với đặc điểm nổi bật là tính đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố, giúp cải thiện độ chính xác của kết quả tính toán Tuy nhiên, việc tính toán theo phương pháp này có phần phức tạp Do đó, trong thực tế, cần lựa chọn phương pháp tính toán phụ tải điện phù hợp dựa trên yêu cầu cụ thể.
PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN
Khi xác định phụ tải tính toán, việc phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ là rất quan trọng để có cái nhìn chính xác và ưu tiên hợp lý trong việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện Tùy vào tầm quan trọng của hộ tiêu thụ trong nền kinh tế và xã hội, mức độ tin cậy cung cấp điện cũng khác nhau, thường được chia thành ba loại hộ tiêu thụ điện.
Hộ loại 1 là những hộ mà việc ngừng cung cấp điện có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đến tính mạng con người, thiệt hại kinh tế lớn, hư hỏng thiết bị, rối loạn quá trình công nghệ, hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến chính trị Để đảm bảo độ tin cậy cao, hộ loại 1 cần được cung cấp điện từ hai nguồn khác nhau và có nguồn dự phòng, nhằm giảm thiểu tối đa tình trạng mất điện Thời gian mất điện thường được xác định bằng thời gian đóng nguồn dự trữ.
Hộ loại 2 là các hộ tiêu thụ mà việc ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hại kinh tế, hư hỏng sản phẩm và đình trệ sản xuất, làm rối loạn quá trình công nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại 2, có thể áp dụng phương pháp có hoặc không có nguồn dự phòng Trong trường hợp này, việc ngừng cung cấp điện được phép thực hiện trong khoảng thời gian ngắt nguồn dự trữ bằng tay.
Hộ loại 3 là những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, đồng thời chấp nhận việc mất điện trong thời gian sửa chữa và thay thế khi xảy ra sự cố.
Theo cách phân loại này thì xí nghiệp bao bì xi măng được xét vào hộ tiêu thụ điện loại 2
Các hộ tiêu thụ điện xí nghiệp được phân loại theo chế độ làm việc, trong đó có loại hộ làm việc dài hạn với phụ tải ít thay đổi hoặc không thay đổi Các thiết bị trong xí nghiệp có thể hoạt động lâu dài mà không vượt quá nhiệt độ cho phép Vì vậy, xí nghiệp bao bì xi măng thuộc loại hộ tiêu thụ điện có chế độ làm việc dài hạn.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN
2.3.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
1 tt tt tt tt tt tt n i di nc tt
Khi lấy Pd = P đm thì
Pdi , Pđm – công suất đặt và công suất định mức của thiết bị (kW)
Công suất tác dụng (Ptt), công suất phản kháng (Qtt) và công suất toàn phần (Stt) của nhóm thiết bị được tính bằng các đơn vị kV, kVAR và kVA Trong đó, n là số lượng thiết bị trong nhóm, và knc là hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ điện, có thể tra cứu trong sổ tay Tham số tgφ tương ứng với cosφ thể hiện đặc trưng cho nhóm thiết bị và có thể tìm thấy trong tài liệu tra cứu.
Phương pháp này đơn giản, thuận tiện nhưng kém chính xác vì knc tra trong tài liệu tra cứu
2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và P tb (hay còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả)
* Với 1 động cơ: Ptt = P đm
* Với nhóm động cơ n ≤ 3 : P tt n P đmi
* Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức:
P : công suất định mức, (kW)
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị (Ksd) được tra cứu trong sổ tay, trong khi hệ số cực đại (Kmax) có thể được xác định thông qua đồ thị hoặc bảng theo hai đại lượng Ksd và số thiết bị dùng điện hiệu quả (Nhq).
2.3.3 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm
Công thức: ca ca ca tt T
Trong đó: Mca - số lượng sản phẩm sản xuất trong 1 ca
Tca - thời gian của phụ tải lớn nhất
Wo - suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
2.3.4 Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
Trong đó : F - diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m 2 )
P0 - suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
Trong đồ án này, tác giả áp dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên hệ số cực đại và công suất trung bình, vì phương pháp này mang lại kết quả chính xác hơn so với các phương pháp khác.
XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG
Các máy móc tại xí nghiệp bao bì xi măng Hải Phòng được nhập khẩu từ nước ngoài và ứng dụng công nghệ hiện đại Mỗi máy bao gồm nhiều bộ phận phức tạp, hoạt động liên kết chặt chẽ với nhau, được thiết kế và chế tạo theo yêu cầu cụ thể của đơn đặt hàng.
Bảng 2.1: Danh sách các phụ tải của xí nghiệp và công suất đặt
STT Phụ tải Số lượng P đặt , kW
-Máy in cắt lồng ống 1 87 87
2.4.1.Xác định phụ tải tính toán của xưởng sản xuất chính
Dựa trên sơ đồ bố trí máy móc trong nhà xưởng và đặc tính kỹ thuật của từng loại máy, chúng ta phân chia thành các nhóm khác nhau.
Xác định phụ tải tính toán của xưởng sản xuất theo phương pháp số thiết bị hiệu quả
Công thức tính: P tt k max k sd P đm
Bảng 2.2: Bảng các nhóm máy của xưởng sản xuất
STT Phụ tải Số lƣợng Pđặt, kW
4 Máy in cắt lồng ống 1 87 87
Trong đó k sd tra trong sổ tra cứu
đmn đmn hq hq hq hq sd
Số thiết bị có công suất tối thiểu bằng một nửa công suất thiết kế lớn nhất là n1, từ đó xác định tổng công suất định mức là ∑P đmn 1 Trong đó, n là số thiết bị tiêu thụ điện trong nhóm.
Nhóm 1: Gồm có một máy tạo sợi n =1, Pđm = 237( kW) n1=1 n * =1
P dmn 1 P dmn P * =1 ứng với n * =1 và P * =1 tra bảng 3.1 (sách cung cấp điện) ta được: n hq * = 0,95 n hq = 0,95.1 = 0,95
Vậy với n = 1 1074(A), cáp đã chọn là thỏa mãn
* Chọn cáp từ tủ phân phối điện đến ban quản lý xí nghiệp
Vậy chọn lõi cáp đồng LPE/PVC (3x25+1x16) có I cp = 140A
Kiểm tra: 1.140(A) > 50,51(A), cáp đã chọn thỏa mãn.
VẠCH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP
Chọn phương án đi dây cáp ngầm từ trạm biến áp đến tủ phân phối của xưởng với chiều dài 200 mét, phù hợp với điều kiện địa lý của xí nghiệp.
Tất cả máy móc trong xưởng sản xuất đều được nhập khẩu và sản xuất theo đơn đặt hàng, với tủ động lực và tủ điều khiển được thiết kế riêng cho từng máy Nhiệm vụ chính là cung cấp nguồn điện cho các tủ động lực, bao gồm 8 bộ động lực và một tủ chiếu sáng.
Dựa vào cách bố trí máy móc và công suất, việc cấp điện từ tủ phân phối đến tủ động lực được thực hiện qua đường dây cáp ngầm Các dây cáp được đặt trong hầm cáp theo các tuyến riêng biệt, cung cấp điện cho tủ động lực của các máy như máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, và máy in – cắt lồng ống Đồng thời, tủ chiếu sáng cũng được cấp điện theo từng tuyến riêng, trong khi tủ động lực cho máy may và máy ép kiện được kết nối cùng một tuyến Tại tủ phân phối, có một áptomat tổng và 7 áptomat nhánh để cấp điện đến các tủ động lực qua đường dây cáp ngầm.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP
4.2.1 Chọn cáp từ máy biến áp về đến tủ phân phối đm ttpx lv cp U
Trong đó: S ttpx : công suất tính toán toàn phần của phân xưởng sản xuất
Uđm : điện áp định mức, Uđm = 0,38(kV)
Theo kết quả tính toán ở chương 2 ta có:
Theo (4-1) thay số ta được:
Tra bảng chọn cáp lõi đồng XLPE/PVC (3x300+1x120) có I cp 538(A)
4.2.2 Chọn các thiết bị tủ phân phối
Khi chọn áptomat tổng cho tủ hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp, loại áptomat ABS1203 – 3P của LG là sự lựa chọn phù hợp, với các thông số kỹ thuật đáng tin cậy.
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy tạo sợi
Tra bảng chọn áptomat loại ABE603 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy tráng màng:
Tra bảng chọn áptomat loại ABS403 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy dệt:
Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
- Nhánh đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống:
Tra bảng chọn áptomat loại ABS203 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện:
Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại U đm , V I đm , A IN, kA
Bảng 4.1: Các áptomat đƣợc chọn
Các loại aptomat Loại Uđm,V Iđm,A IN,kA
PP-ĐL máy tạo sợi ABS603-3P 500 500 30
PP-ĐL máy tráng màng ABS403-3P 500 400 30
PP-ĐL máy dệt ABS103-3P 500 60 10
PP-ĐL máy in- cắt lồng ống ABS203-3P 500 125 14
PP-ĐL máy lạnh + nén khí ABS203-3P 500 150 14
PP-ĐL máy may + ép kiện ABS103-3P 500 60 10
* Chọn thanh góp hạ áp đặt tại tủ phân phối
Chọn thanh đồng (60x8) có Icp 2(A), mỗi pha 1 thanh, chiều dài l = 1(m)
4.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực
Chọn cáp theo điều kiện phát nóng và kết hợp với bảo vệ bằng áptomat:
2 1 đmA kdnh cp tt cp
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường xung quanh (k1) và hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một hầm cáp hoặc rãnh dưới đất (k2) là những yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu suất và an toàn của hệ thống cáp.
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy tạo sợi
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x300 + 1x150) do LG sản xuất có :I cp S5(A ), l = 15(m)
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy đùn tráng màng
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x185 + 1x95) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy dệt
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25 + 1x16) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50 + 1x25) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh và máy nén khí
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50 + 1x25) do LG sản xuất có :
Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh
Chọn k1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến
Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50 + 35) do LG chế tạo có:
Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy nén khí:
Chọn k1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50 + 25) do LG chế tạo có: I cp = 195(A), l =2(m)
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25 + 1x16) do LG sản xuất có :
Icp 0(A), l = 20(m) Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy may:
Chọn k 1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25 + 16) do LG chế tạo có:
Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy ép kiện:
Chọn k 1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25 + 16) do LG chế tạo có: Icp = 140(A), l =5(m)
Bảng 4.2: Các loại cáp đƣợc chọn
Tuyến cáp Loại Icp, A Chiều dài
Tủ PP-ĐL máy tạo sợi (3x300)+150 535 15
Tủ PP-ĐL máy tráng màng (3x185)+95 410 80
Tủ PP-ĐL máy dệt (3x25)+16 140 45
Tủ PP-ĐL máy in – cắt lồng ống (3x50)+25 195 65
Tủ PP-ĐL máy tạo may và máy ép kiện (3x50)+25 195 100
Từ đường trục đến tủ ĐL máy may (3x50)+16 140 7
Từ đường trục đến tủ ĐL máy ép kiện (3x50)+25 140 5
Tủ PP-ĐL máy nén khí, máy lạnh (3x50)+25 195 20
Từ đường trục đến tủ ĐL máy nén khí (3x50)+25 195 2
Từ đường trục đến tủ ĐL máy lạnh (3x50)+25 195 2
Hình 4.2: Sơ đồ phân phối tủ phân phối
THIÊT KẾ CHIẾU SÁNG
Trong các xí nghiệp, chiếu sáng nhân tạo là cần thiết bên cạnh chiếu sáng tự nhiên, thường được thực hiện bằng điện do tính tiện lợi, giá thành hợp lý và khả năng tạo ra ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên Thiếu ánh sáng trong phân xưởng có thể khiến công nhân làm việc trong tình trạng căng thẳng, ảnh hưởng đến sức khỏe và thị lực, dẫn đến phế phẩm và giảm năng suất lao động Nhiều công việc cũng không thể thực hiện nếu không có đủ ánh sáng hoặc ánh sáng không đạt tiêu chuẩn tự nhiên, do đó, nghiên cứu về chiếu sáng là rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực.
Có nhiều hình thức chiếu sáng khác nhau như chiếu sáng chung, chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp
Chiếu sáng chung là phương pháp chiếu sáng cung cấp độ rọi đồng đều cho toàn bộ diện tích sản xuất trong phân xưởng Phương pháp này thường được áp dụng trong các không gian làm việc rộng, nơi yêu cầu độ rọi gần như giống nhau ở mọi điểm trên bề mặt.
Chiếu sáng cục bộ là một hình thức chiếu sáng quan trọng, bao gồm cả chiếu sáng tổng thể và chiếu sáng cục bộ Phương pháp này thường được áp dụng để phân biệt màu sắc, độ lồi lõm và hướng sắp xếp của các chi tiết trong không gian.
Hệ thống chiếu sáng sự cố đóng vai trò quan trọng bên cạnh hệ thống chiếu sáng làm việc, với yêu cầu độ rọi lớn hơn 10% so với hệ thống chiếu sáng làm việc Để đảm bảo an toàn, hệ thống chiếu sáng sự cố cần hoạt động đồng thời với hệ thống chiếu sáng chính hoặc có thiết bị tự động kích hoạt khi hệ thống chính mất điện Ngoài ra, các đèn trong hệ thống chiếu sáng sự cố cần được phân biệt rõ ràng với các đèn chiếu sáng làm việc.
Hệ thống chiếu sáng ngoài trời, bao gồm sân bãi, đường đi và khu vực bốc dỡ hàng hóa, cần được thiết kế cẩn thận để đối phó với các yếu tố khí hậu như sương mù, mưa và bụi Việc chú ý đến những yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng và an toàn cho người sử dụng.
Nhưng dù khi thiết kế chiếu sáng ở hình thức nào cũng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
* Không lóa do phản xạ
* Phải có độ rọi đồng đều
* Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
4.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc của nhà xưởng sản xuất
Nhà xưởng có tổng diện tích 2835m² và chiều cao 9m, được chia thành 2 gian Do máy móc được phân bố đều và yêu cầu công việc không quá tỉ mỉ, tác giả đã lựa chọn hình thức chiếu sáng chung cho toàn bộ không gian.
Gian đặt máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống, máy may, máy ép kiện, có diện tích là 1890m 2
Gian đặt 15 máy dệt có diện tích là 945m 2
Chọn đèn chiếu sáng: Đèn huỳnh quang có công suất 40(W), U"0(V,) quang thông là 1720(lm)
* Chiếu sáng cho gian 1 có S = 1890m 2
- Xác định số lượng bóng đèn
Tổng công suất bóng đèn: , ( )
Trong đó: P đèn : công suất của đèn dùng trong thiết kế, Pđèn = 40(W)
Fđèn :quang thông của một đèn dùng trong thiết kế, F đèn = 1720(lm)
E : độ rọi tối thiểu, tra bảng độ rọi tiêu chuẩn của nhà xưởng sản xuất, E0(lx)
S : diện tích được chiếu sáng S = (45x42)m 2
S0 : diện tích được chiếu sáng bởi một đèn ống
Trong đó: a : chiều rộng của nhà xưởng
H0 : chiều cao của nhà xưởng
Chiều cao treo đèn trong nhà xưởng được chọn là 5m, với chiều rộng phòng là 42m và chiều dài là 45m Đèn được bố trí cách tường 2,5m, thành 9 dãy, mỗi dãy có 7 cụm, và mỗi cụm gồm 4 bóng.
* Chiếu sáng gian đặt 15 máy dệt có S = 945m 2
*Tổng công suất bóng đèn được xác định theo công thức (4- 4)
Để tối ưu hóa ánh sáng trong nhà xưởng với chiều cao máy móc lắp đặt 5m, chúng ta bố trí đèn cách tường 2,5m Diện tích nhà xưởng có chiều rộng 42m và chiều dài 22,5m, vì vậy chúng ta sẽ lắp đặt 5 dãy đèn, mỗi dãy gồm 7 cụm, và mỗi cụm chứa 4 bóng đèn.
Vậy tổng số bóng đèn trong thực tế lắp đặt là:
* Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối Tủ chiếu gồm 1 áptomat tổng 3 pha và 14 áptomat nhánh 1 pha
Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng:
I P cs cs đm cs cs
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC (4x6) do LG sản xuất tiết diện 6mm 2 có Icp = 66(A)
- Chọn áptomat tổng: Chọn áptomat tổng 3 pha loại ABS 103 – 3P của
- Chọn áptomat nhánh: Chọn 14 áptomat nhánh 1 pha cấp điện cho 14 dãy bóng, mỗi dãy 7 cụm, mỗi cụm 4 bóng
Chọn 14 áptomat 1 pha loại BKM của LG có I đm = 20(A)
- Chọn dây dẫn tới các bóng: Chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng LG sản xuất có tiết diện (2x2,5)mm 2 có Icp = 48(A)
- Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat
Chọn hệ số hiệu chỉnh khc = 1
Kiểm tra cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng:
Vậy cáp và dây dẫn đã chọn là thỏa mãn
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng
14 DÃY BÓNG, MỖI DÃY 7 CỤM, MỖI CỤM 4 BÓNG
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống cấp điện có vai trò quan trọng trong việc truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ, với đặc điểm phân bố trên diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện Điều này tạo ra rủi ro từ các yếu tố khách quan như điều kiện làm việc và thời tiết, cũng như các yếu tố chủ quan từ người vận hành không tuân thủ quy tắc an toàn Sự hư hỏng của điện trở cách điện có thể gây nguy hiểm cho người vận hành Do đó, việc thực hiện các biện pháp an toàn như nối đất và lắp đặt thiết bị chống sét là cần thiết để bảo vệ hệ thống cung cấp điện.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT
5.2.1 Sét và nguyên nhân gây sét
Sét là hiện tượng phóng điện xảy ra trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và mặt đất, hoặc giữa các đám mây có điện tích trái dấu Sự hình thành các đám mây mang điện tích xảy ra do quá trình phân tách và tập trung các điện tích khác nhau trong các phần của đám mây Các đám mây và mặt đất tạo thành các tụ điện, trong đó phần trên của đám mây thường tích lũy điện tích dương.
Cường độ điện trường của tụ điện mây đất tăng dần và khi đạt mức 25-30 kV/cm, không khí sẽ bị ion hóa và trở nên dẫn điện Hiện tượng này dẫn đến dòng điện sét, đặc trưng bởi sự phóng điện mạnh mẽ Các công trình điện như đường dây, cột điện vượt sông, quốc lộ, đường sắt, trạm biến áp và trạm phân phối là những khu vực dễ bị sét đánh trực tiếp.
5.2.2.Các thiết bị chống sét
5.2.2.1.Thiết bị chống sét đường dây tải điện
Sự cố cắt điện do sét đánh vào các đường dây tải điện trên không chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số sự cố của hệ thống điện, vì vậy việc bảo vệ hệ thống chống sét cho đường dây là rất quan trọng để đảm bảo an toàn vận hành và cung cấp điện liên tục Để đạt hiệu quả cao nhất trong việc bảo vệ chống sét, cần đặt dây chống sét dọc theo toàn bộ tuyến đường dây, đặc biệt là cho các đường dây 110kV-220kV với cột sắt và cột bê tông cốt sắt Để tăng cường hệ thống chống sét, có thể lắp đặt chống sét ống hoặc tăng cường bát sứ ở những vị trí có cách điện yếu, các cột cao, nơi giao chéo với các đường dây khác và các đoạn gần trạm.
5.2.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA
Thiết bị chống sét đánh trực tiếp
Hệ thống chống sét cơ bản bao gồm một bộ phận thu đón bắt sét trên không, kết nối với dây dẫn xuống đất Bộ phận này đóng vai trò quan trọng, trở thành điểm tiếp nhận sét Dây dẫn có nhiệm vụ dẫn dòng sét xuống hệ thống lưới kim loại trong lòng đất, giúp tỏa nhanh dòng điện vào đất Hệ thống lưới kim loại này giúp khuếch tán dòng điện sét hiệu quả.
Thiết bị chống sét đường dây truyền vào trạm
Các đường dây trên không, dù được bảo vệ chống sét hay không, vẫn có thể truyền sóng sét đến các thiết bị điện nối với chúng Biên độ của sóng quá điện áp khí quyển có thể vượt quá điện áp cách điện của thiết bị, dẫn đến hiện tượng chọc thủng cách điện và gây hư hỏng cho thiết bị điện cũng như mạch điện Do đó, để bảo vệ các thiết bị trong trạm biến áp (TBA) khỏi sóng quá điện áp từ đường dây, cần sử dụng các thiết bị chống sét.
Thiết bị chống sét truyền vào trạm chủ yếu là chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) và khe hở phóng điện
Khe hở phóng điện là thiết bị chống sét đơn giản và tiết kiệm, bao gồm hai điện cực, trong đó một điện cực kết nối với mạch điện và điện cực còn lại nối với đất Trong trạng thái hoạt động bình thường, khe hở giữ cho các phần tử mang điện cách ly với đất Khi xảy ra hiện tượng quá điện áp, khe hở sẽ phóng điện xuống đất Tuy nhiên, do thiết bị này không có bộ phận dập hồ quang, nên khi hoạt động, bộ phận bảo vệ rơle có thể ngắt mạch điện Khe hở phóng điện thường được sử dụng như một phần trong các hệ thống chống sét khác.
Chống sét ống (CSO) bao gồm hai khe hở phóng điện, một khe hở được đặt trong ống làm từ vật liệu sinh khí như fibrô hoặc philipơlat Khi điện áp vượt quá mức cho phép, cả hai khe hở sẽ phóng điện, tạo ra hồ quang Hồ quang này làm nóng chất sinh khí, sinh ra khí và tăng áp suất trong ống lên hàng chục ata, từ đó thổi tắt hồ quang Tuy nhiên, khả năng dập tắt hồ quang của chống sét ống là rất hạn chế; nếu dòng điện quá lớn, hồ quang có thể không bị dập tắt, dẫn đến ngắt mạch tạm thời và rơle có thể cắt mạch Chống sét ống chủ yếu được sử dụng để bảo vệ các đường dây không có dây chống sét hoặc làm phần tử phụ trong các sơ đồ bảo vệ trạm biến áp (TBA).
Chống sét van (CSV) bao gồm hai thành phần chính: khe hở phóng điện và điện trở làm việc Khe hở phóng điện là chuỗi các khe hở nhỏ, có nhiệm vụ quan trọng trong việc bảo vệ Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến, giúp hạn chế việc dập hồ quang trong khe hở phóng điện sau khi CSV hoạt động Điện trở này cần phải thỏa mãn hai điều kiện trái ngược: vừa phải có giá trị lớn để hạn chế dòng điện ngắt mạch, vừa phải có giá trị nhỏ để giảm thiểu điện áp dư, nhằm bảo vệ cách điện hiệu quả.
5.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét
Do nhà sản xuất đã tính toán kỹ lưỡng các thông số chống sét cho từng cấp điện áp, việc chọn lựa chống sét van chỉ cần dựa vào điều kiện điện áp định mức Trạm biến áp của xí nghiệp bao bì xi măng sử dụng nguồn điện cao áp.
Khi lựa chọn thiết bị chống sét cho hệ thống điện 6kV, nên sử dụng chống sét van loại ABBLA 6kV của Mỹ để bảo vệ đường dây truyền vào trạm Tại dàn thanh cái của trạm biến áp (TBA), việc lắp đặt thêm một chống sét van 6kV loại ABBLA cũng là cần thiết Bên cạnh đó, có thể lắp thêm một chống sét ống 6kV ở điểm đấu để tăng cường bảo vệ cho đường dây.
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT
Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất, với điện cực thẳng được đóng sâu vào đất và điện cực ngang chôn ngầm ở độ sâu nhất định Dây nối đất kết nối các bộ phận của thiết bị điện với điện cực nối đất Khi có sự cố cách điện, dòng điện ngắn mạch sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và tản vào đất, giúp bảo vệ an toàn cho thiết bị và người sử dụng.
Có 2 cách thực hiện nối đất đó là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo
Nối đất tự nhiên là phương pháp sử dụng ống dẫn nước hoặc ống kim loại đặt trong đất để kết nối các cấu trúc kim loại của công trình và vỏ bọc kim loại của cáp Trong quá trình xây dựng hệ thống nối đất, cần tận dụng các vật liệu tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất được xác định thông qua đo đạc thực tế hoặc tính toán dựa trên tài liệu có sẵn.
Nối đất nhân tạo được thực hiện bằng cách sử dụng cọc thép hoặc thanh thép hình chữ nhật, có chiều dài từ 2 đến 3 mét, được đóng sâu vào lòng đất với đầu trên cách mặt đất khoảng 0,5 đến 0,7 mét Dây nối đất cần có tiết diện đủ lớn để đảm bảo độ bền cơ khí và ổn định nhiệt, đồng thời có khả năng chịu được dòng điện lâu dài Tiết diện dây nối đất không được nhỏ hơn 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường sử dụng thép với tiết diện 120mm², nhôm 35mm², hoặc đồng 25mm² Việc lắp đặt điện trở nối đất nhân tạo là cần thiết khi điện trở nối đất tự nhiên không đạt yêu cầu cho phép Hệ thống nối đất nhân tạo bao gồm các cọc đóng thẳng đứng (điện cực thẳng đứng) và thanh nằm ngang (điện cực ngang).
Theo công thức: ng d ng d nhantao
Dựa trên thiết kế thực tế của công ty xây lắp điện Hải Phòng, hệ thống tiếp địa của trạm biến áp được sử dụng 6 cọc tiếp địa L75x75 dài 2,5 cm Mặt bằng và mặt cắt của hệ thống nối đất đã được xác định rõ ràng.
Qua công tác khảo sát và thiết kế cho thấy đất ở vị trí xây dựng trạm biến áp có điện trở suất 0 , 4 10 4 ( cm ), thuộc loại đất ẩm tự nhiên
* Tính toán nối đất cho trạm biến áp
- Xác định điện trở nối đất của 1 cọc
Điện trở suất của đất được xác định là = 0,4 10^4 ( cm), với hệ số mùa kmax = 1,5 Đường kính ngoài của cọc được tính bằng công thức d = 0,95.b, trong đó b là bề rộng của cạnh thép Chiều dài cọc được thiết lập là l = 2,5m, và độ chôn sâu của cọc tính từ mặt đất đến điểm chôn sâu là t Để làm cọc thẳng đứng cho thiết bị nối đất, sử dụng thép góc L75.75.7 dài 2,5m.
Thay số vào (5-2) ta có:
Các cọc có chiều dài l = 2,5(m); cách nhau khoảng a=7,5(m)
3 l a hệ số sử dụng cọc 0 , 8(tra bảng sách cung cấp điện) Điện trở khuếch tán của 6 cọc:
Điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang được ký hiệu là max, với chiều dài mạch vòng do các thanh nối tạo thành là l Chiều sâu chôn thanh nối được xác định là t = 0,8(m) và chiều rộng thanh nối là b = 0,04(m) Khi thay số vào công thức (5-4), ta sẽ có kết quả cụ thể.
R Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ngang t , tra bảng PL6.6 sách hệ thống cung cấp điện có t 0 , 64
Xác định điện trở khuếch tán của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang
Theo quy định, điện trở nối đất nhân tạo phải nhỏ hơn hoặc bằng 4 (Ω), vì vậy việc sử dụng 6 cọc tiếp địa là hợp lý Hệ thống điện thường xuyên có người làm việc, và các thiết bị điện có thể bị chọc thủng cách điện, cùng với việc người vận hành không tuân thủ quy tắc an toàn, dẫn đến nguy cơ tai nạn điện Do đó, tất cả thiết bị điện và dàn trạm đều được nối đất bằng sắt có đường kính 12mm, được luồn trong ống gen nilon Riêng trung tính MBA được nối với dàn tiếp địa bằng dây đồng M50 Mỗi cột cao áp đều được trang bị dây nối đất và cọc tiếp địa T1C-2,5m.