Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí

Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống điện phân xưởng cơ khí

TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG

Giới thiệu về phân xưởng

 Tên dự án: Phân xưởng cơ khí

 Phân xưởng có 1 phòng làm việc và 1 khu vực sản xuất

- Diện tích phòng làm việc: 6x7 = 42m 2

 Xây dựng trên đất khô

Hình 1.1 Phối cảnh phân xưởng

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt

TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH

1.2.1 Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện bao gồm những thành phần sau:

 Các nhà máy sản xuất điên năng từ các nguồn năng lượng khác nhau (dầu, than đá, nhiệt năng, hạt nhân…)

 Các trạm biến áp: máy phát điện nối các nhà máy phát điện với hệ thống truyền tải qua các máy biến áp tăng áp

 Lưới truyền tải chuyển điện năng đi xa từ các nhà máy điện tới lưới phân phối Điện áp khoảng 230 – 1000kV

 Hệ thống truyền tải giảm điện áp xuống khoảng 36-230kV

 Các hệ thống truyền tải chuyển điện năng từ lưới truyền tải đến lưới phân phối

 Giảm điện áp xuống điện áp cơ bản của lưới phân phối

 Hệ thống phân phối nhận điện năng từ lưới phân phối qua các máy biến áp phân phối Điện áp khoảng 4,16 – 34,5kV

Phụ tải điện: Là các hộ tiêu thụ điện, trực tiếp dùng điện

1.2.2 Đặc điểm của hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ là bộ phân quan trọng của hệ thống cung cấp điện Tùy theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành 3 loại:

Hộ tiêu thụ điện năng là những đơn vị mà việc ngừng cung cấp điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người, đồng thời gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng như hư hỏng máy móc, thiết bị và sản xuất phế phẩm Sự gián đoạn này cũng có thể ảnh hưởng lớn đến các lĩnh vực chính trị và quốc phòng.

Hộ loại 1 bao gồm các công trình quan trọng như nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phòng chính phủ, quốc hội, phòng mổ bệnh viện và lò luyện thép, cũng như các hệ thống ra vào cần thiết cho hoạt động của những cơ sở này.

SVTH: Phạm Đình Tuấn, GVHD: Nguyền Nga Đối với hộ loại 1, cần đảm bảo cung cấp điện từ ít nhất 2 nguồn độc lập hoặc có nguồn dự phòng nóng để đảm bảo tính ổn định và an toàn trong hệ thống điện.

Hộ tiêu thụ điện là những đơn vị mà việc ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến thiệt hại kinh tế nghiêm trọng, bao gồm hư hỏng thiết bị máy móc, sản xuất phế phẩm và gián đoạn quy trình sản xuất.

Ví dụ về hộ loại 2: nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạm bơm tưới tiêu,…

Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường bao gồm nguồn dự phòng, do đó cần so sánh giữa chi phí đầu tư cho nguồn dự phòng và lợi ích kinh tế từ việc duy trì cung cấp điện liên tục.

Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy,…

1.2.3 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện

Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo hộ tiêu thụ nhận đủ lượng điện năng cần thiết với chất lượng tốt Một số yêu cầu quan trọng cần được xem xét bao gồm việc cung cấp điện ổn định, độ tin cậy cao và khả năng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ.

Độ tin cậy của cung cấp điện rất quan trọng và phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ Để đảm bảo tính ổn định trong cung cấp điện, người ta thường lựa chọn các phương án cung cấp có độ tin cậy cao nhất có thể.

Chất lượng điện năng được xác định bởi hai chỉ số chính: tần số và điện áp Tần số được điều chỉnh bởi cơ quan quản lý hệ thống điện, và chỉ những hộ tiêu thụ điện lớn, với công suất hàng chục MW trở lên, mới cần chú ý đến chế độ vận hành hợp lý để hỗ trợ ổn định tần số của hệ thống điện.

Người thiết kế cung cấp điện cần chú trọng đến chất lượng điện áp cho khách hàng Trong lưới trung áp và hạ áp, điện áp cho phép dao động khoảng ±5% so với giá trị định mức Tuy nhiên, đối với các phụ tải yêu cầu cao về chất lượng điện áp như nhà máy hóa chất, điện tử và cơ khí chính xác, mức dao động này chỉ được cho phép là ±2,5%.

 An toàn cung cấp điện:

Hệ thống cung cấp điện cần được vận hành an toàn cho người và thiết bị điện, do đó, người thiết kế phải lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý và rõ ràng để tránh nhầm lẫn trong quá trình vận hành Việc chọn đúng chủng loại và công suất cho các thiết bị điện là rất quan trọng Công tác xây dựng và lắp đặt hệ thống cung cấp điện cũng ảnh hưởng lớn đến độ an toàn Cuối cùng, việc quản lý và vận hành hệ thống điện đóng vai trò đặc biệt quan trọng, và người sử dụng cần tuyệt đối tuân thủ các quy định về an toàn sử dụng điện.

Khi so sánh các phương án cung cấp điện, các chỉ tiêu kinh tế chỉ được xem xét sau khi đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật đã được thỏa mãn.

Chỉ tiêu kinh tế được xác định qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn Để đánh giá chỉ tiêu này một cách chính xác, cần thực hiện các phép tính và so sánh chi tiết giữa các phương án khác nhau, từ đó xác định phương án tối ưu nhất.

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

2.1.1 Đặc điểm của phân xưởng

Các đặc điểm của phân xưởng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định phương án thiết kế cấp điện Những yếu tố chính cần xem xét bao gồm: kích thước và cấu trúc của phân xưởng, loại máy móc sử dụng, nhu cầu điện năng, và quy trình sản xuất Việc phân tích kỹ lưỡng các đặc điểm này sẽ giúp tối ưu hóa hệ thống cấp điện, đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hoạt động sản xuất.

1 Kích thước của phân xưởng: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, diện tích

2 Kết cấu xây dựng của phân xưởng: đặc điểm về trần xưởng, tường, nền…

3 Môi trường làm việc trong phân xưởng: bụi nhiều hay ít, khô ráo hay ẩm ướt, nhiệt độ trung bình hàng năm nơi đặt phân xưởng, các yêu cầu về chống cháy, nổ…

4 Chế độ làm việc của phân xưởng: số ca làm việc trong một ngày

5 Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: qui mô của phân xưởng lớn, nhỏ hay vừa, sản phẩm chủ yếu của phân xưởng

6 Xác định yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: loại hộ tiêu thụ điện, nguồn điện cung cấp, nguồn dự phòng

7 Đặc điểm của phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: loại và công suất của các động cơ, động cơ có công suất lớn nhất, số lượng động cơ

2.1.2 Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng

Đề tài "Thiết kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí" yêu cầu sinh viên thực hiện việc phân tích thông số thiết bị và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng, đây là những số liệu quan trọng do giảng viên hướng dẫn giao.

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện trình bày vị trí của các thiết bị trên toàn bộ mặt bằng phân xưởng

Các thông số phụ tải điện trong phân xưởng được trình bày dưới dạng bảng, bao gồm tên thiết bị, số lượng thiết bị, công suất tác dụng định mức Pn (kW), công suất biểu kiến Sn (kVA), hệ số công suất cos φ, hệ số sử dụng ku và hiệu suất sử dụng máy η.

2.1.3 Đồ thị phụ tải đặc trưng của phân xưởng cơ khí.

PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

Phân nhóm phụ tải dựa trên các yếu tố sau:

 Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng

 Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị cùng một nhóm có vị trí gần nhau

 Phân nhóm có chú ý phân đều công suất cho các nhóm

 Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của các CB chuẩn

 số nhóm tùy thuộc vào qui mô của phân xưởng nhưng không nên quá nhiều, thường số nhóm không lớn hơn 5.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán là bước quan trọng trong việc lựa chọn dây dẫn, cáp và các thiết bị điện như cầu dao (CB), tủ phân phối chính và tủ phân phối Việc này đảm bảo hệ thống điện hoạt động hiệu quả và an toàn, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

 TCVN 7447-1-2004 (IEC 603642-1-2001): Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà- Nguyên tắc cơ bản đánh giá các đặc tính chung, định nghĩa

 TCVN 7447-2010: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp

 TCVN 9206-2012: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế

 QCVN 12-2014 BBXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng

2.3.1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị a Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị là thông số tổng hợp phụ tải điện của phân xưởng, được phân loại theo từng nhóm thiết bị riêng biệt Cần xác định các phụ tải tính toán cho mỗi nhóm thiết bị để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình sử dụng.

Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị bao gồm:

 Công suất tác dụng tính toán của nhóm Pc (kW)

 Công suất biểu kiến tính toán của nhóm Sc (kVA)

 Dòng điện tính toán của nhóm Ic (A) c Xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị điển hình

Trong trường hợp các thiết bị trong nhóm có hệ số công suất (cosφ) chênh lệch không nhiều, công suất tính toán biểu kiến của nhóm thiết bị có thể được xác định bằng một biểu thức cụ thể.

Công thức tính toán Scj = ksj ∑ 𝑛 𝑖=1 kui Sni, trong đó ksj là hệ số đồng thời của nhóm thiết bị thứ j, kui là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i, và Sni là công suất biểu kiến của thiết bị thứ i trong nhóm thiết bị thứ j.

Dòng điện tính toán của nhóm thiết bị thứ j:

Bước 2: Thống kê kết quả tính toán cho các nhóm

Thống kê và trình bày vào bảng

2.3.2 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

Công suất tác dụng tính toán của hệ thống chiếu sáng:

Công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng:

𝑐𝑜𝑠𝜑 Ở đây: P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (kW/m²); F là diện tích của phân xưởng (m²); cosφ là hệ số công suất của đèn

𝑐𝑜𝑠𝜑 của 1 số đèn như sau:

- Đối với đèn nung sáng: 𝑐𝑜𝑠𝜑 =1

- Đối với đèn huỳnh quang:

+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,6 khi không có tụ bù 𝑐𝑜𝑠𝜑

+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,86 nếu có tụ bù cos (đèn đơn hoặc đôi)

+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,96 nếu dùng ballast điện tử

- Đối với đèn Led: 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,96 đến 0,98

2.3.3 Công suất tính toán của tủ phân phối chính

Phụ tải tính toán của tủ phân phối chính thứ k:

Xác định công suất biểu kiến của tủ phân phối chính

Hệ số đồng thời ksk của tủ phân phối chính thứ k được xác định dựa trên công suất biểu kiến Sck của tủ phân phối phụ thứ m và số nhánh phân phối k của tủ phân phối chính.

Hệ số ksk có thể chọn theo

Bảng 2.1 Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch

Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch

Chức năng mạch Hệ số đồng thời k s

Các ổ cắm 0.1 – 0.4 Động cơ và thang máy

Motor có công suất lớn thứ nhất 1 Motor có công suất lớn thứ hai 0.75

Bảng 2.2 Giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối

Bảng giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối

Số mạch Hệ số đồng thời k s

2 và 3 Tủ được kiểm nghiệm toàn bộ

Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp

2.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1 Đặc điểm của phân xưởng

Nhà lắp ghép với kết cấu khung sắt chắc chắn, được bao quanh bằng tôn và mái tole tráng kẽm, cùng nền nhà lót bê tông chịu lực, mang lại sự bền vững và tiện nghi cho người sử dụng.

 Môi trường làm việc trong phân xưởng: sạch, ít bụi, khô ráo, thoáng mát Nhiệt dộ trung bình phân xưởng 35 o C

 Chế độ làm việc: phân xưởng làm việc 3 ca 1 ngày

Phân xưởng có quy mô trung bình, chuyên sản xuất và sửa chữa các mặt hàng cơ khí, phục vụ chủ yếu cho thị trường nội địa.

Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện loại 2 yêu cầu độ tin cậy cao trong việc cung cấp điện, lấy điện trực tiếp từ đường dây trung thế 22kV Để đảm bảo nguồn điện ổn định, phân xưởng còn được trang bị máy phát điện diesel làm nguồn dự phòng.

Phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng chủ yếu bao gồm các loại máy móc như máy gọi, máy cắt và máy mài kim loại, với điện áp định mức là Un Những đặc điểm này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất và yêu cầu điện năng của phân xưởng.

= 0,38kV, công suất trung bình và nhỏ Hệ số cosᵩ tương đối thấp, động cơ có công suất lớn nhất là 26,4kW

 Phân xưởng được cấp điện từ nguồn có công suất ngắn mạch là SN 250MVA

2 Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện:

Công suất biểu kiến (Sn) của thiết bị điện được tính toán thông qua công thức liên quan đến công suất tác dụng (Pn) tính bằng kW, hiệu suất sử dụng máy (ŋ) và hệ số công suất (cosᵩ).

Thông số phụ tải điện của phân xưởng trình bày ở Bảng 1.1

Bảng 2.3 thông số phụ tải điện của phân xưởng

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt khoan

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng được trình bày ở bản vẽ BV1

Dựa trên vị trí, công suất và loại thiết bị, các thiết bị trong phân xưởng được phân loại thành hai nhóm như được thể hiện trong Bảng 1.2.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG

1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị a Thông số phụ tải của các nhóm thiết bị

Bảng 2.4 Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

Tên nhóm và thiết bị điện

Tổng 18 167.51 b Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm

 Công suất biểu kiến tính trên từng nhánh:

+) Nhánh 1.1: Sc1.1 = ks1.1 ∑ 4 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8 25,31 + 0,8.3,44 + 2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 25,54 kVA

+) Nhánh 1.2: Sc1.1 = ks1.1 ∑ 4 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8 17,34 + 0,8 13.28+ 13.28.0,8 + 2.66.0,8) = 33,52 kVA

+) Nhánh 1.3: Sc1.1 = ks1.1 ∑ 5 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8 13,28.2+ 0,8 10,63+ 2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 31,62 kVA

+) Nhánh 1.4: Sc1.1 = ks1.1 ∑ 𝑖=1 kui Sni = 0,2.4.2,82 = 2,256 kVA

+) Nhánh 1.5: Sc1.1 = ks1.1 ∑ 2 𝑖=1 kui Sni = 0,2.2.2,82 = 1,128 kVA

 Công suất biểu kiến của nhóm 1:

 Dòng tính toán của nhóm 1:

 Công suất biểu kiến tính toán trên từng nhánh:

+) Nhánh 2.1: Sc2.1 = ks2.1 ∑ 4 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8.41,25 + 3,44.0.8 + 2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 37,01 kVA

+) Nhánh 2.2: Sc2.2 = ks2.2 ∑ 4 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8 25,31 + 0,8 13,28 + 0,8.10,63 + 2,66.0,8) = 37,35 kVA

+) Nhánh 2.3: Sc2.3 = ks2.3 ∑ 4 𝑖=1 kui Sni = 0,9.(0,8 17,34 + 0,8 13,28 + 0,8 13,28 + 0,8 3,44) = 34,01 kVA

+) Nhánh 2.4: Sc2.4 = ks2.4 ∑ 6 𝑖=1 kui Sni = 0,2.6.2,82 = 3,384 kVA

 Công suất biểu kiến của nhóm 2:

 Dòng tính toán của nhóm 2:

Kết quả xác định phụ tải tính toán cả 2 nhóm trình bày ở Bảng 1.3 và Bảng

Bảng 2.5 Công suất biểu kiến tính toán của các nhánh

Tên nhóm k s S(kVA) Tên nhóm k s S(kVA)

Bảng 2.6 Công suất biểu kiến của các nhóm máy

2 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

- Diện tích khu vực sản xuất: F1 = F – F2 = 408 m 2

 Chọn đèn Led dùng cho phân xưởng để chiếu áng khu vực sản xuất: cos𝜑

- Công suất tác dụng tính toán của hệ thống chiếu sáng khu vực sản xuất:

- Công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng khu vực sản xuất:

 Chọn đèn Led để chiếu sáng phòng họp: Cos𝜑 = 0,96

- Công suất tác dụng tính toán của hệ thống chiếu sáng khu vực phòng họp:

- Công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng khu vực phòng họp:

Vì giá trị cos𝜑 không chênh lệch nhiều nên có thể xác định công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng toàn phân xưởng một cách gần đúng:

Scs = ks.(Scs1 + Scs2) = 1.(6,35 + 0,66) = 7,01 kVA

3 Xác định công suất biểu kiến của tủ phân phối chính

VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

Phương án cung cấp điện điển hình của phân xưởng cơ khí như sau:

1 Xây dựng trạm biến áp riêng cho phân xưởng dựa vào các chỉ dẫn sau:

Nếu trạm biến áp xí nghiệp có công suất đủ để cung cấp điện cho phân xưởng, thì không cần thiết phải xây dựng trạm biến áp riêng cho phân xưởng Thay vào đó, chỉ cần sử dụng đường cáp dẫn điện từ trạm biến áp xí nghiệp để cấp điện cho phân xưởng.

Nếu công suất của trạm biến áp xí nghiệp không đáp ứng đủ nhu cầu điện cho phân xưởng hoặc vị trí của trạm biến áp quá xa so với phân xưởng, thì việc xây dựng trạm biến áp phân xưởng là cần thiết.

Khi áp dụng phương án cung cấp điện kiểu dẫn sâu, việc đặt trạm biến áp cho từng phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng là cần thiết, đặc biệt khi công suất của các phân xưởng này nhỏ.

2 Sử dụng tủ phân phối chính nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng và cấp điện cho các tủ phân phối, tủ chiếu sáng Mỗi tủ phân phối điều khiển cấp điện cho một nhóm phụ tải

3 Sử dụng CB (hoặc cầu chì) đặt tại các lộ vào và lộ ra của tủ phân phối chính và tủ phân phối để điều khiển đóng cắt / bảo vệ

4 Phương án nối dây mạng điện phân xưởng:

- Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối thường sử dụng phương án đi dây hình tia

Tủ phân phối và các thiết bị thường sử dụng sơ đồ hình tia cho thiết bị có công suất lớn, trong khi sơ đồ phân nhánh được áp dụng cho các thiết bị có công suất nhỏ.

- Các nhánh đi từ phân phối không nên quá nhiều (thường nhỏ hơn 10), và tải của các nhánh này nên có công suất gần bằng nhau

- Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý đến dòng định mức của các CB chuẩn

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN

DT(Distribution Transformer): Máy biến áp phân phối

G (Generator): Máy phát dự phòng

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): Máy cắt loại khối

MDB(Main Distribution Board): Tủ phân phối chính

DB(Distribution Board): Tủ phân phối

DLB (Distribution Lighting Board): Tủ chiếu sáng

MCB(Miniature Circuit Breaker): Máy cắt loại tép

XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP RIÊNG CHO PHÂN XƯỞNG

- Vị trí máy biến áp cạnh phân xưởng cách xa cửa ra vào Để đảm bảo độ ổn định và an toàn, lựa chọn trạm biến áp kiểu giàn

Đặt tủ phân phối chính để nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng, cung cấp điện cho hai tủ phân phối phụ và một tủ chiếu sáng Mỗi tủ phân phối sẽ điều khiển cấp điện cho một nhóm phụ tải cụ thể.

Vị trí đặt tủ phân phối chính, hai tủ phân phối phụ và một tủ chiếu sáng được lựa chọn để thuận tiện cho việc quan sát toàn bộ phân xưởng và nhóm máy, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho thao tác Thông tin chi tiết về vị trí các tủ phân phối chính và phụ được trình bày trong bản vẽ BV2.

- Sử dụng CB đặt tại các lộ vào và lộ ra của tủ phân phối chính và các tủ phân phối phụ để điều khiển đóng cắt bảo vệ.

PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

- Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối và tủ chiếu sáng dùng phương án đi dây hình tia

Từ tủ phân phối, các động cơ lớn thường sử dụng sơ đồ hình tia, trong khi các động cơ nhỏ áp dụng sơ đồ phân nhánh.

- Sơ đồ đi dây mạng điện động lực phân xưởng trình bày bản vẽ BV2

CHỌN MÁY BIẾN ÁP

 TCVN 6306-1:2015 (IEC 60076-1:2011): Máy biến áp điện lực - Phần 1: Qui định chung

 IEC 60076-7: Power transformers – Loading guide for oil-immersed power transformers (Máy biến áp điện lực – Hướng dẫn mang tải đối với máy biến áp ngâm trong dầu)

 TCVN 8525- 2015: Máy biến áp phân phối - Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu và phương pháp xác định hiệu suất năng lượng

4.1.1 Xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng

Khi chọn vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cần phải xem xét đến các yếu tố sau:

- Đảm bảo tính an toàn

- Thao tác vận hành, sửa chữa, quản lý và lắp đặt dễ dàng

- Đặt ở nơi thông thoáng phòng nổ, cháy, bụi bặm và khí ăn mòn

- Thuận lợi cho đường dây vào ra

Vị trí đặt trạm biến áp có thể ở bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xưởng:

Trạm xây dựng bên ngoài được sử dụng khi cần cung cấp dịch vụ cho nhiều phân xưởng, hoặc để tránh những khu vực có bụi bẩn, khí ăn mòn và rung động.

- Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít ảnh hưởng đến các công trình khác

- Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn

Khi sử dụng loại trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, cháy cho trạm

4.1.2 Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp trong trạm

Bước 1: Xác định tổng công suất tính toán toàn phân xưởng SC

Bước 2: Chọn số lượng máy trong trạm

Do tổng công suất tiêu thụ của phân xưởng cơ khí thường không lớn, số lượng máy biến áp thường được chọn không quá hai để dễ dàng trong vận hành Nếu trạm có nhiều máy biến áp, nên chọn cùng chủng loại và cùng dung lượng để thuận tiện trong lắp đặt và dự phòng Bước tiếp theo là xác định công suất máy biến áp.

Chọn theo điều kiện quá tải lúc bình thường:

Hệ số quá tải kqt được xác định theo quy tắc quá tải 3% trong điều kiện bình thường Hệ số điền kín phụ tải kđk được tính bằng công thức kđk = ∑ 𝑆 𝑖 𝑡 𝑖.

Công suất máy biến áp được chọn theo giá trị định mức theo điều kiện trên.

CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG

 TCVN 9729-2013 (ISO 8528-2:2005): Tổ máy phát điện xoay chiều dẫn động bởi động cơ đốt trong kiểu piston- Phần 2: Động cơ

 TCVN 6627-1:2014 (IEC 60034-1:2010) về Máy điện quay - Phần 1:

Thông số đặc trưng và tính năng

Khi phụ tải yêu cầu cung cấp điện liên tục, việc xem xét phương án cấp nguồn dự phòng là rất quan trọng Nguồn dự phòng có thể đến từ đường dây cấp nguồn từ trạm biến áp lân cận hoặc máy phát điện dự phòng Nếu sử dụng máy phát điện dự phòng, công suất định mức của máy phát cần phải đáp ứng các điều kiện cụ thể.

Trong đó, SF đại diện cho công suất định mức dự phòng của máy phát điện (kVA), trong khi ST là công suất cực đại của phụ tải (kVA) Hệ số k% phụ thuộc vào suất đầu tư và loại hộ tiêu thụ.

Phòng máy phát cần được thiết kế thông thoáng và lắp đặt ngoài phân xưởng Nếu máy phát nằm trong hoặc gần phân xưởng, phòng máy phát phải có cách âm để đảm bảo độ ồn không vượt quá 75dB ở khoảng cách 4m Ngoài ra, ống khói của máy phát phải được thiết kế cao hơn các công trình lân cận để đáp ứng các yêu cầu về môi trường.

Máy phát điện Diesel dự phòng cần được trang bị khả năng khởi động tự động khi xảy ra mất điện từ máy biến áp hoặc lưới điện thành phố Điều này được thực hiện thông qua các relay kiểm tra mạng điện, được lắp đặt trong tủ điện chứa bộ phận chuyển nguồn tự động ATS.

CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ

4.3.1 Phương pháp xác định kích cỡ của dây dẫn, cáp kết hợp với thiết bị đóng cắt bảo vệ:

Lưu đồ lựa chọn tiết diện dây dẫn, cáp kết hợp với thiết bị đóng cắt bảo vệ:

4.3.2 Trình tự chọn dây dẫn, cáp cho mạng điện động lực phân xưởng Tiêu chuẩn áp dụng:

 TCVN 9207:2012: Đặt đường dây điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 9208:2012: Lắp đặt cáp và dây dẫn trong các công trình công nghiệp

 IEC 60364-5-52-2012: Lắp đặt thiết bị điện - Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện - Hệ thống dây điện

 QCVN 12-2014 BBXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng

1 Xác định kích cỡ và phương thức lắp đặt dây dẫn/ cáp Đối với mạng điện phân xưởng có thể chọn loại dây dẫn/cáp dẫn điện và phương thức lắp đặt dây như sau:

- Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính:

Tuyến dây chính chịu tải lớn thường sử dụng cáp đồng đơn lõi bọc PVC cách điện XLPE, bao gồm 3 cáp dây pha và 1 cáp trung hòa Phương án lắp đặt có thể thực hiện bằng cách đi nổi trên khay cáp hoặc máng cáp.

- Tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối:

Thường dùng cáp đồng đơn lõi hay đa lõi bọc PVC, cách điện PVC, phương án lắp đặt có thể đi nổi trên khay cáp và máng cáp

- Tuyến dây từ tủ phân phối đến các động cơ:

Nếu phụ tải là tải 3 pha đối xứng với công suất nhỏ, có thể sử dụng cáp đồng 3 lõi cách điện PVC Cáp này có thể được lắp đặt trong ống PVC hoặc ống kim loại chôn ngầm cho vị trí cố định, hoặc đi trên khay cáp nếu vị trí phụ tải có thể thay đổi theo quy hoạch phân xưởng hoặc công nghệ sản xuất mới.

Đối với phụ tải 3 pha không đối xứng hoặc phụ tải 1 pha, việc sử dụng cáp đồng đa lõi là phù hợp cho tải nhỏ, trong khi cáp đơn lõi nên được sử dụng cho tải lớn.

Tùy thuộc vào công trình, phụ tải tiêu thụ điện mà việc lựa chọn phương thức lắp đặt, chủng loại cáp tùy thuộc vào thiết kế, tính toán

Thông số dạng dây/ cáp dẫn, chủng loại, phương thức lắp đặt:

Dạng của dây Cách lắp đặt Chữ cái Dây 1 lõi và nhiều lõi

- Dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không, bề mặt đổ

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt lớp vữa hoặc nắp bằng

- Dưới sàn nhà hoăc sau trần giả

- Trong rãnh hoặc ván lót chân tường

- Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần

- Trên những khay cáp không đục lỗ

Cáp nhiều lõi - Thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên congxom đỡ -Treo trên tấm chêm

- Cáp móc xích tiếp nối nhau

Gắn cố định trực tiếp Đường ống Đường dẫn (treo trên mái nhà)

Thang cáp, khay cáp, congxom cáp

( + : cho phép; - không cho phép; 0: không dùng)

2 Xác định các hệ số hiệu chỉnh

- Đối với dây dẫn/cáp đi nổi: K= K1 K2 K3

- Đối với dây dẫn/cáp đi ngầm: K= K4 K5 K6 K7 Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh K1 – K7:

Bảng 4.1 Hệ số hiệu chỉnh

Hệ số Thể hiện ảnh hưởng của

K2 Số mạch cáp đặt kề nhau

K3 Nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện

K5 Số dây đặt kề nhau

3 Xác định tiết diện dây dẫn, cáp a Chọn cáp cho dây pha

Xác định tiết diện trên các tuyến dây:

- Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính

- Từ tủ phân phối chính đến từng tủ phân phối phụ

- Từ tủ phân phối phụ đến từng động cơ trong nhóm

Trình tự xác định tiết diện dẫy dẫn/cáp: a.1 Từ tủ phân phối phụ đến động cơ trong nhóm

 Xác định dòng làm việc max di trong dây

Trong đó: Sc công suất nhánh động cơ (kVA) ; Un là điện áp dây định mức (kV)

 Chọn dòng định mức của CB bảo vệ không nhỏ hơn giá trị dòng IB

Khi đó lựa chọn dòng cho phép Iz của dây dẫn/cáp mà CB bảo vệ có khả năng bảo vệ:

 Xác định dòng cho phép của dây dẫn/ tính đến các hệ số hiệu chỉnh: Xác định các hệ số hiệu chỉnh K1 - K7, từ đó tính được hệ số K

Dòng cho phép của dây dẫn/ tính đến các hệ số hiệu chỉnh K:

 Chọn tiết diện dây dẫn/cáp:

Chọn dây dẫn/cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn: I’zcp ≥ I’z a.2 Từ tủ phân phối chính đến từng tủ phân phối phụ thứ i:

Các bước xác định tương tự như trên

Chọn dây dẫn/cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn: I’zcpi ≥ I’zi a Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính

Xác định dòng làm việc max đi trong dây dẫn/cáp:

√3 𝑈 𝑛 (khi trạm có 1 máy biến áp)

√3 𝑈 𝑛 (khi trạm có 2 máy biến áp) Ở đây: ST là công suất biểu kiến của máy biến áp khi đầy tải (kVA); Un là điện áp dây định mức(kV)

Các bước xác định tương tự như trên

Chọn dây dẫn/cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn: I’zcpTr ≥ IzTr b Chọn cáp cho dây trung tính(N)

- Chủng loại cáp: cùng loại với dây pha tương ứng

- Tiết diện cáp: cáp được chọn theo điều kiện sau:

2 FP Ở đây: FP là tiết diện dây pha; FN là tiết diện dây trung tính c Chon cáp cho dây bảo vệ nối đất (PE)

- Chủng loại cáp: dây Pe thường có màu vàng sọc xanh, đi cùng với dây pha trong ống luồn dây hay khay cáp, máng cáp

- Tiết diện cáp: được chọn theo điều kiện sau:

2 FP ( FP là tiết diện của dây cáp pha; FPE là tiết diện dây bảo vệ nối đất (PE))

4 Kiểm tra sụt áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất

Kiểm tra dây dẫn hoặc cáp đã chọn theo tiêu chuẩn tổn thất điện áp cho phép Nếu tổn thất điện áp vượt quá mức cho phép, hãy tăng tiết diện dây lên một cấp và tiến hành kiểm tra lại.

Thường độ sụt áp cho phép ∆𝑈 𝑐𝑝 đối với mạng động lực là 5% Un

3 pha cân bằng: (3 pha có hoặc không có trung tính)

 IB là dòng làm việc cực đại (A) (khi tính sụt áp dòng này không tương đương với dòng phụ tải tính toán), xác định như sau:

- Với dây dẫn cấp cho từng thiết bị riêng lẻ thứ i:

Hệ số sử dụng của thiết bị thứ i được ký hiệu là kui, trong khi công suất biểu kiến của thiết bị này là Si (kVA) Hiệu suất sử dụng của thiết bị thứ i được biểu thị bằng ni, và hệ số công suất của thiết bị này là cos𝜑 Cuối cùng, điện áp định mức của mạng điện được ký hiệu là Un (kV).

- Với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng nhóm máy:

IB = ks ∑ 𝑛 𝑖=1 ∗ 𝐼 𝐵𝑖 (A), trong đó ks là hệ số đồng thời, n là tổng số động cơ trong nhóm, và IBi là dòng làm việc cực đại cung cấp cho từng thiết bị thứ i (A).

- Với dây dẫn/cáp dẫn điện từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt Ở đây: kqt hệ số quá tải cho phép của máy biến áp qui định bởi nhà chế tạo

(kqtmax 1,3) ;ST là công suất đầy tải của máy biến áp phân xưởng (kVA);

Un là điện áp định mức của mạng điện (kV)

Nếu phân xưởng không có trạm biến áp riêng, mà sử dụng đường cáp dẫn điện từ trạm biến áp của xí nghiệp để cấp điện, thì dòng điện IB sẽ tương ứng với dòng làm việc cực đại chạy trên tuyến dây đó.

 R, X là điện kháng và trở kháng của đường dây

X = x0 L Ở đây: L là chiều dài đường dây (km); r0 , x0 là trở kháng và điện kháng của đường dây trên một ki lô mét (m𝛺 /km) r0 = 22,5

𝐹 (m𝛺 /km) cho dây dẫn/cáp đồng với F là tiết diện dây (mm²) r0 = 36

𝐹 (m𝛺 /km) cho dây dẫn/cáp nhôm, với F là tiết diện dây (mm²) x0 = 0.08 (m𝛺 /km) đối với đường dây cáp x0 = 0.25 (m𝛺 /km) đối với đường dây hạ áp trên không

Trong trường hợp không yêu cầu độ chính xác cao, có thể bỏ qua r0 đối với dây có tiết diện lớn hơn 500 mm², và x0 có thể được bỏ qua đối với dây có tiết diện nhỏ hơn.

 Góc pha giữa điện áp và dòng trong dây φ:

Hệ số cos φ trung bình của vài thiết bị phổ biến:

+ Đèn huỳnh quang (không có tụ): cosφ= 0,5

+ Đèn huỳnh quang có bù: cosφ= 0,93

- Động cơ không đồng bộ mang tải thông thường:

4.3.3 Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ CB

 TCVN7447-4-43-2004: Hệ thống lắp đạt điện của các tòa nhà: Bảo vệ an toàn- Bảo vệ chống quá dòng

 TCVN 6592-2009: (IEC 60947:2009) Thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp

 TCVN 6434-2008: (IEC 60898: 2002) Khí cụ điện - Aptomat bảo vệ quá dòng dùng trong gia đình và các hệ thống lắp đặt tương tự

 TCVN 7447-5-53:2005 (IEC 60364-5-53:2002): Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà Phần 5-53: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện Cách ly , đóng cắt và điều khiển

1 Sơ đồ tính toán ngắn mạch

Tính toán dòng ngắn mạch cho CB bảo vệ dựa theo sơ đồ nguyên lí hệ thống cấp điện:

2 Xác định tổng trở của các phần tử trong mạng điện

Biểu thức xác định trở kháng, điện kháng của các phần tử trong mạng điện: Các phần tử Trở kháng R (m

(Rtr thường được bỏ qua so với Xtr cho biến áp lớn hơn 100 kVA)

Xtr = √𝑍 𝑡𝑟 2 − 𝑅 𝑡𝑟 2 với Tổng trở: Ztr = 𝑈 20

CB Điện trở của CB được bỏ qua: RCB

Giá trị điện kháng có thể lấy:

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt Đường dây

 U0 là điện áp dây thứ cấp khi không tải (V); ZS là tổng trở của hệ thống phía sơ cấp nguồn (mΩ); SN là công suất ngắn mạch phía nguồn 250 MVA

USC % là tỷ lệ điện áp ngắn mạch phần trăm của máy biến áp, trong khi Pcu biểu thị tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp tính bằng watt (W) Dòng điện định mức của máy biến áp được ký hiệu là In và đo bằng ampe (A).

 𝜌 là điện trở suất của dây ở nhiệt độ bình thường: 𝜌 = 22,5mΩ mm²/m (dây dẫn/cáp đồng); 𝜌 = 36mΩ mm²/m (dây dẫn/cáp nhôm)

 Xác định dòng làm việc cực đại IB

 Tính dòng ngắn mạch 3 pha ISC với điểm ngắn mạch ngay sau nơi đặt

Dòng ngắn mạch 3 pha ISC được xác định theo phương pháp tổng trở:

Trong bài viết này, ISC đại diện cho dòng ngắn mạch ba pha tại điểm tính toán (kA), trong khi U20 là điện áp dây phía thứ cấp của máy biến áp khi không tải (V) Thêm vào đó, ZT là tổng trở kháng mỗi pha tính tới điểm ngắn mạch (mΩ), RT là tổng trở kháng của hệ thống tính tới điểm ngắn mạch (mΩ), và XT là tổng điện kháng của hệ thống tính tới điểm ngắn mạch (mΩ).

 Chọn CB thỏa mãn các điều kiện:

- Điện áp định mức: UnCB ≥ Un Ở đây: UnCB là điện áp định mức của CB (V); 𝑈n là điện áp dây định mức của mạng điện (A)

- Dòng điện định mức: InCB ≥ IB Ở đây: InCB là dòng định mức của CB (A); IB là dòng điện làm việc cực đại (A)

Khả năng cắt dòng ngắn mạch của cầu dao (CB) phải lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch ba pha tại điểm ngay sau nơi đặt CB Cụ thể, Icu (dòng cắt ngắn mạch của CB, tính bằng kA) cần đạt giá trị tối thiểu bằng ISC (dòng ngắn mạch ba pha, cũng tính bằng kA).

4.3.4 Thống kê kết quả chọn dây dẫn, cáp và CB

CHỌN TỦ ĐIỆN PHÂN PHỐI CHO HỆ THỐNG ĐIỆN HẠ THẾ

 TCVN 7447-5 (IEC 60364-5), Hệ thống lắp đặt điện hạ áp - Phần 5: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện

TCVN 7994-1:2009 (IEC 60439-1: 2004) quy định về tủ điện đóng cắt và điều khiển hạ áp, bao gồm phần 1 liên quan đến tủ điện được thử nghiệm điển hình và tủ điện được thử nghiệm điển hình từng phần Tiêu chuẩn này đảm bảo tính an toàn và hiệu suất của các tủ điện trong hệ thống điện hạ áp.

 TCVN 4255-2008: Cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (mã IP)

Tùy thuộc vào yêu cầu của tải, loại tủ phân phối sẽ được xác định Thông thường, tủ phân phối được chia thành ba loại chính: tủ đóng cắt chính (EMSB), tủ phân phối chính (MDB) và tủ phân phối (DB).

Tủ phân phối là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, nơi tiếp nhận nguồn điện và phân chia thành các mạch nhánh Mỗi mạch nhánh được bảo vệ và điều khiển bởi cầu chì hoặc cầu dao tự động (CB) Nguồn điện được kết nối với thanh cái thông qua một thiết bị đóng cắt chính, như cầu dao hoặc bộ cầu dao-cầu chì.

Tủ đóng cắt chính nhận điện từ trạm biến áp và cấp điện cho tủ phân phối

Tủ phân phối chính nhận điện từ tủ đóng cắt chính và cung cấp điện cho các tải Tủ phân phối thường được sử dụng cho các ứng dụng đặc thù như tủ điều khiển động cơ và tủ chiếu sáng.

Các thiết bị điện lực như cầu dao (CB) và cầu chì thường được bố trí ở phía sau của tủ điện, trong khi các thiết bị hiển thị và điều khiển như đồng hồ đo, đèn báo và nút nhấn được lắp đặt ở mặt trước, tạo thuận lợi cho việc quan sát và điều chỉnh.

Tủ được bọc vỏ kim loại để bảo vệ các linh kiện bên trong như máy cắt, đồng hồ chỉ thị, rơle và cầu chì khỏi va đập cơ học, rung động, và các tác động ngoại lai như nhiễm điện từ, bụi, và độ ẩm Đồng thời, vỏ kim loại cũng giúp bảo vệ người sử dụng khỏi nguy cơ điện giật.

Tủ thường được lựa chọn theo các thông số sau:

 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong tủ

 Điện áp hoạt động của các thiết bị đóng cắt

 Dòng định mức của các thiết bị đóng cắt

 Độ kín của tủ thông qua chỉ số bảo vệ IP

Kích thước tủ điện bao gồm chiều dài, chiều rộng và chiều cao, trong khi độ kín của tủ được xác định qua chỉ số bảo vệ IP Chỉ số này đánh giá khả năng bảo vệ tủ trước các yếu tố bên ngoài như sự tiếp cận của người đến các phần tử mang điện, sự thâm nhập của vật cứng, bụi bẩn, và nước vào bên trong thiết bị Chỉ số IP càng cao thì mức độ kín của tủ càng tốt.

- Tủ đóng cắt chính (ESMB) được lắp đặt gần trung tâm phụ tải phân xưởng, gần cửa ra vào

-Tủ điện chính (MDB) được lắp đặt gần tâm phụ tải nhóm, nơi đặt nhiều máy

- Tủ phân phối (DB) được lắp đạt cho nhóm ít máy

LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Trạm biến áp phân xưởng được xây dựng gần phân xưởng (cách mép tường 1m) nhằm tiết kiệm diện tích và đảm bảo an toàn Vị trí lắp đặt trạm nằm ở nơi khô ráo, thuận tiện, ít người qua lại để giảm thiểu rủi ro trong quá trình sử dụng.

Sơ đồ bố trí trạm biến áp phân xưởng được trình bày ở Hình 4.1

Hình 4.1 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

2 Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp trong trạm

 Tổng công suất tính toán phân xưởng: Sc = 154,4 kVA

 Chọn số lượng máy biến áp trong trạm

Nên chọn số lượng máy biến áp n=1 vì tổng công suất tiêu thụ của phân xưởng không quá lớn và phân xưởng được xếp vào hộ loại 2

Để xác định công suất máy biến áp ST, chúng ta áp dụng phương pháp hệ số quá tải 3%, dựa trên đồ thị phụ tải ngày thể hiện công suất biểu kiến của phân xưởng như được trình bày trong Hình 4.2.

Hình 4.2 Đồ thị phụ tải công suất biểu kiến

- Hệ số điền kín phụ tải: kđk = ∑ 𝑆 𝑖 𝑡 𝑖

- Hệ số quá tải lúc bình thường: kqt = 1 + 0,3.( 1 - kđk ) = 1 + 0,3.( 1 – 0,73) = 1,018

- Chọn công suất máy biến áp theo điều kiện quá tải lúc bình thường:

- Chọn máy biến áp 3 pha ngâm dầu 180kVA 22/0.4 do HBT sản xuất có các thông số kỹ thuật sau:

 Công suất định mức (kVA) : 180 kVA

 Tổn hao ngắn mạch: Pk = 2090W

 Điện áp ngắn mạch: Un(%)= 4

4.1.2 Chọn máy phát điện dự phòng

Do phân xưởng yêu cầu làm việc liên tục 3 ca/ ngày nên chọn máy phát điện thỏa mãn điều kiện: SF = ST = 180kVA

Chọn máy phát điện dự phòng Mitsubishi 180kVA 3 pha chạy dầu diesel gồm các thông số như sau:

 Công suất liên tục: 182kVA

 Công suất dự phòng: 200kVA

 Điện áp/ tần số: 380/50Hz

 Tốc độ vòng quay: 1500 vòng/phút

 Tiêu hao nhiên liệu: 100% dầu, 41 lít/ giờ

4.1.3 Chọn cáp và CB bảo vệ cho mạng động lực phân xưởng

1.1 Chọn cáp cho dây pha

Khi lựa chọn tiết diện cáp, cần áp dụng phương pháp phát nóng kết hợp với thiết bị bảo vệ, đồng thời chú ý đến các ràng buộc như tiết diện tối thiểu và độ sụt áp cho phép Cáp sẽ được kéo từ tủ phân phối 1 đến các nhánh.

 Chủng loại cáp: cáp điện CXV, ruột đồng, 1 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC

 Từ tủ phân phối 1 tới nhánh 1.1

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: InCB1.1 = 50A

- Xác định hệ số điều chỉnh K:

K1 = 1 ( Cáp đi nổi trên khay cáp)

Dòng cho phép của dây dẫn khi tính tới hệ số hiệu chỉnh:

Các nhánh 1.2, 1.3, 1.4 và 1.5 đã được tính toán tương tự, với kết quả được trình bày trong Bảng 1.5 và Bảng 1.6 Ngoài ra, cần lưu ý về cáp kết nối từ tủ chính đến tủ phân phối và cáp từ trạm biến áp đến tủ chính.

 Chủng loại cáp: cáp điện CXV, ruột đồng, 1 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC

 Chọn cáp từ tủ phân phối chính (MDB) đến tủ phân phối 1 (DB1)

- Xác định dòng làm việc cực đại đi trong dây dẫn/ cáp: IB1 = 114 A

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: InCB1 = 160A

- Xác định hệ số điều chỉnh K

K1 = 1 ( Cáp đi nổi trên khay cáp)

- Dòng cho phép của dây dẫn khi tính tới hệ số hiệu chỉnh:

 Chọn cáp từ trạm biến áp (MBA) đến tủ phân phối chính (MDB)

- Xác định dòng làm việc cực đại đi trong dây dẫn/ cáp

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: InCBTr = 300A

- Xác định hệ số hiệu chỉnh K:

K1 = 1 (cáp đi nổi trên máng cáp)

K2 = 0,8 (đi mạch đôi trên máng cáp)

K3 = 1 ( cáp có cách điện XLPE, nhiệt độ môi trường làm việc 30 o C)

- Dòng cho phép của dây dẫn khi tính tới hệ số hiệu chỉnh:

- Chọn số mạch cáp trong 1 pha: n = 2; chọn I’zcpTr = 207A, 50mm 2

Tính toán tương tự cho nhóm 2, kết quả chọn cáp trình bày ở Bảng 4.2 và

Bảng 4.2 Kết quả chọn cáp liên kết giữa trạm biến áp và các tủ phân phối

Bảng 4.3 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối đến các nhánh động cơ

1.2 Chọn cáp cho dây trung tính N

- Chủng loại cáp: cùng loại với dây pha tương ứng

- Tiết diện cáp: cáp được chọn theo điều kiện sau:

( FP là tiết diện của dây cáp pha; FN là tiết diện của dây cáp trung tính N)

Kết quả chọn cáp dây trung tính N trình bày ở Bảng 1.7 và Bảng 1.8

1.3 Chọn cáp cho dây bảo vệ nối đất PE

- Chủng loại cáp: Cáp CV – 1X lõi, ruột đồng, cách điện PVC, màu vàng sọc xanh

- Tiết diện dây cáp được chọn dựa trên tiêu chuẩn IEC 60364-5-54:

Tiết diện của dây cáp pha (FP) và tiết diện dây bảo vệ nối đất (FPE) rất quan trọng trong việc chọn cáp Kết quả cho việc chọn cáp dây bảo vệ nối đất PE được trình bày trong Bảng 4.4.

Bảng 4.4 Cáp từ trạm biến áp đến các tủ phân phối

Dây pha Dây N Dây PE

Bảng 4.5 Cáp từ tủ phân phối đến các nhánh động cơ

Nhánh Dây pha Dây trung tính N Dây nối dất PE

F(mm 2 ) Số sợi x Mã hiệu

 Kiểm tra sụt áp từ nguồn tới phụ tải xa nhất:

Để đảm bảo các nhánh thiết bị còn lại đáp ứng điều kiện về tổn thất điện áp, cần xét tuyến dây từ trạm biến áp đến nhánh thiết bị xa nhất có công suất lớn nhất.

- Giả sử dòng trên nhánh từ thiết bị đầu đến thiết bị cuối là như nhau (dòng này lớn hơn dòng thực tế), nếu dòng này đạt ở điều kiện

Dựa trên các điều kiện đã được phân tích, chúng ta tiến hành đánh giá tổn thất điện áp trên tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính, tủ phân phối 2 và nhánh 2.2.

Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:

Chiều dài dây dẫn: L = 8.10 -3 km r0 = 22,5

Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối 2: I 2 = 135,8A

Chiều dài dây dẫn: L = 31,5 10 -3 km

SVTH: Phạm Đình Tuấn GVHD: Nguyền Nga Việt r0 = 22,5

Từ tủ phân phối 2 đến nhánh 2.2 I 2.2 = 56,7 A

Chiều dài dây dẫn: L = 11,6 10 -3 km r0 = 22,5

Tổn thất điện áp trên toàn tuyến dây:

Vậy dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

Tương tự, tổn thất điện áp trên tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính, tủ phân phối 1 và nhánh 1.2

Vậy dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

Kết quả kiểm tra sụt áp trên các tuyến dây được trình bày ở Bảng 4.6

Bảng 4.6 Kết quả kiểm tra sụt áp trên các tuyến dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất

2.1 Chọn CB tổng và các CB nhánh đặt trong tủ phân phối chính

+ Tổng trở mạch phía nguồn:

250.10 3 = 0,71 m Ω Điện trở ngắn mạch phía nguồn:

Rs = 0,2.Xs = 0,2.0,71 = 0,142 m Ω Điện kháng ngắn mạch phía nguồn:

+ Tổng trở ngắn mạch máy biến áp:

Chọn máy biến áp có công suất là 180 kVA có các thông số sau:

- Tổn hao ngắn mạch: Pk = 2090W

- Điện áp ngắn mạch: UN = 4%

Tổng trở Ztr của máy biến áp từ phía thanh cái thứ cấp sẽ được cho:

Dòng điện làm việc cực đại của máy biến áp:

Trở kháng Rtr và điện kháng Xtr của các cuộn dây có thể tính theo tổn thất công suất:

+ Tổng trở ngắn mạch CB:

Vì giá trị điện trở của CB (RCB = 0), giá trị điện kháng của CB rất nhỏ (XCB

= 0,15RCB) nên có thể bỏ qua

+ Tổng trở ngắn mạch đường dây:

Khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính L = 8m

+ Tổng trở ngắn mạch tổng: Điện trở ngắn mạch tại điểm đặt MCCB1:

RN7 = RS + Rtr + RL = 0,142 + 1,5 + 1,8 = 3,44 mΩ Điện kháng ngắn mạch tại điểm đặt MCCB1:

Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCCB7:

Với dòng làm việc cực đại IT = 259,8 A, chọn MCC7 cho tủ phân phối loại

CVS400F 320A do hãng Schneider sản xuất có các thông số sau:

- Điện áp định mức hoạt động: Un = 400V / 440V / 550V

- Điện áp cách điện định mức: Ui i0V

- Xung điện áp chịu đựng: Uimp = 8kV

- Dòng điện định mức: In = 320A

- Dong cắt ngắn mạch: Icu = 36kA

- Tần số định mức: 50Hz / 60Hz

Dòng điện làm việc cực đại bằng với dòng làm việc của nhóm 1: IB = I1 114,3A

Bỏ qua điện trở, điện kháng của thanh góp, dòng điện ngắn mạch ba pha tại điểm đặt MCCB2: ISC2 = ISC1= 5,96 kA

Với dòng làm việc cực đại I1 = 114,3A, chọn MCCB2 cho tủ phân phối loại

CVS160B 160A do hãng Sneider sản xuất có các thông số sau:

- Điện áp định mức hoạt động: Un = 400V

- Dòng cắt ngắn mạch: Icu = 25kA

 Chọn MCCB1 cho tủ phân phối 1:

Dòng làm việc cực đại bằng với dòng làm việc của nhóm 1: IB = I1 = 114,3A + Tổng trở ngắn mạch đường dây:

Khoảng cách từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối 1: 20m

XL = 𝑥 0 L = 0,08.20.10 -3 = 1,6 mΩ Điện trở ngắn mạch tại điểm đặt MCCB1:

RN1 = RN7 + RL = 3,44 + 9 = 12,44 mΩ Điện kháng ngắn mạch tại điểm đặt MCCB1:

Dòng điện ngắn mạch ba pha tại điểm đặt MCCB1:

Với dòng làm việc cực đại IB = I1 = 114,4A, chọn MCCB1 cùng loại với MCCB4

2.2 Chọn CB cho các nhánh động cơ đặt trong các tủ phân phối 1

Tại điểm MCCB1.1, dòng điện ngắn mạch ba pha ISC1.1 = ISC1 = 5 kA Dòng làm việc cực đại IB = I1.1 = 38,8A Chúng tôi chọn MCCB1.1 cho tủ phân phối loại CVS100B 3P 50A do hãng Schneider sản xuất với các thông số kỹ thuật phù hợp.

Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại MCCB1.2 được xác định là ISC1.2 = ISC1 = 5 kA Dòng làm việc cực đại tại nhánh là IB = I1.2 = 50,9A Chúng tôi đã chọn MCCB1.2 cho tủ phân phối loại CVS100B 3P 63A của hãng Schneider với các thông số kỹ thuật phù hợp.

Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại MCCB1.3 được xác định là ISC1.3 = ISC1 = 5 kA Dòng làm việc cực đại của nhánh là IB = I1.3 = 48,1A MCCB1.3 được lựa chọn cho tủ phân phối CVS100B 3P 63A do hãng Schneider sản xuất với các thông số kỹ thuật phù hợp.

Dòng làm việc cực đại bằng với dòng làm việc của nhánh: IB = I1.4 = 3,4A

Nhánh 1.4 là nhánh ổ cắm, vì vậy cần sử dụng Aptomat RCBO để bảo vệ quá dòng và chống dòng rò Để đảm bảo an toàn, nên chọn RCBO 1.4 cho tủ phân phối EASY9-RCBO mã hiệu EZ9D33610 do hãng Schneider sản xuất, với các thông số kỹ thuật phù hợp.

- Điện áp cách điện định mức: Ui P0V

- Dòng cắt ngắn mạch: Icu = 4,5kA

- Tần số định mức: 50Hz

- Độ nhạy dòng rò: 30 mA

Dòng làm việc cực đại bằng với dòng làm việc của nhánh: IB = I1.5 = 1,7A

Để bảo vệ quá dòng và chống dòng rò cho nhánh ổ cắm 1.5, nên sử dụng Aptomat RCBO RCBO 1.5 cho tủ phân phối EASY9-RCBO mã hiệu EZ9D33610 của hãng Schneider là sự lựa chọn phù hợp với các thông số kỹ thuật đáng tin cậy.

- Độ nhạy dòng rò: 30 mA

Tính toán tương tự cho nhóm 2, kết quả được trình bày ở Bảng 4.7

Bảng 4.7 Bảng kết quả chọn CB

Kí hiệu trên sơ đồ cấp điện

CHỌN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH, TỦ PHÂN PHỐI PHỤ VÀ TỦ

Thông số kỹ thuật tủ phân phối chính MDB được trình bày trong Bảng 4.8

Bảng 4.8 Thông số kĩ thuật tủ điện tổng MDB

STT Hạng mục Đơn vị Yêu cầu

4 Điện áp cách điện định mức Ui

5 Điện áp hoạt động định mức

7 Đầu ra 3 ways MCCB CVS160B - 3P

10 Loại Tủ đứng sử dụng trong nhà

12 Vật liệu Tôn tấm tráng kẽm nhập khẩu đảm bảo tiêu chuẩn công nghiệp

13 Vỏ tủ Thép tấm có độ dày 1,5mm

14 Bề mặt Sơn tĩnh điện RAL 7032

Thông số kỹ thuật tủ phân phối phụ DB được trình bày trong Bảng 4.9

Bảng 4.9 Thông số kĩ thuật tủ phân phối phụ DB

4 Điện áp cách điện định mức Ui

7 Đầu ra 4 ways MCCB CVS100B-3P

Thông số kỹ thuật tủ chiếu sáng được trình bày trong Bảng 4.10

Bảng 4.10 Thông số kĩ thuật tủ chiếu sáng

PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

 TCVN 3743-1983: Chiếu sáng nhân tạo nhà công nghiệp và các công trình công nghiệp

 TCVN 7114-1-2008: Ecgônômi - Chiếu sáng nơi làm việc - Phần 1: Trong nhà

 TCVN 7114-3-2008: Ecgônômi - Chiếu sáng nơi làm việc - Phần 3: Chiếu sáng an toàn & Bảo vệ tại những nơi làm việc ngoài nhà

 TCVN 4400-1987: Kỹ thuật chiếu sáng - Thuật ngữ định nghĩa

 TCXDVN 259-2001: Lắp đặt thiết bị chiếu sáng cho các công trình công nghiệp –Yêu cầu chung

 Yêu cầu chung khi thiết kế chiếu sáng

Trong thiết kế chiếu sáng, việc chú trọng đến độ rọi (E) và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác là rất quan trọng Các yếu tố như quang thông, màu sắc ánh sáng, sự bố trí và vị trí lắp đặt đèn cần được xem xét để đảm bảo ánh sáng đồng đều, tính kinh tế và mỹ quan cho không gian Đồng thời, thiết kế cũng phải tránh gây chói mắt cho người sử dụng Do đó, yêu cầu đối với thiết kế chiếu sáng cần bao gồm những yếu tố này.

Vì cường độ sáng sao chiếu vào mắt sẽ làm cho thần kinh bị căng thẳng, thị giác bị lệch lạc

Để tránh hiện tượng lóa do phản xạ ánh sáng từ các bề mặt sáng bóng của thiết bị, việc xác định vị trí lắp đặt là rất quan trọng Điều này giúp giảm thiểu sự phản chiếu ánh sáng lớn, đảm bảo hiệu suất và trải nghiệm sử dụng tốt hơn.

 Phải có độ rọi đồng đều: Để khi quan sát từ nơi này sang nới khác mắt người không phải điều tiết nhiều gây nên hiện tượng mỏi mắt

 Phải tạo được ánh sáng giống như ánh sáng ban ngày: Điều này giúp mắt nhận xét, đánh giá mọi việc chính xác

Bóng tối chỉ nên xuất hiện trong những trường hợp cần thiết như rạp hát hay diễn kịch Tại các phân xưởng sản xuất, ánh sáng cần được duy trì đều để đảm bảo quan sát toàn bộ khu vực Để loại bỏ bóng tối cục bộ, người ta thường sử dụng bóng mờ và treo đèn ở vị trí cao.

 Trình tự thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

Hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng có được tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng

Trình tự tính toán chiếu sáng cho phân xưởng theo phương pháp này bao gồm các bước sau đây:

Bước 1: Xác định số liệu ban đầu

- Kích thước phân xưởng: dài x rộng x cao (m)

- Chức năng phân xưởng: sản xuất chế tạo

- Môi trường làm việc: it/ nhiều bụi

- Chiều cao mặt phẳng làm việc

- Các yêu cầu khác: tiết kiệm điện, nhiệt độ màu, chống cháy nổ, điều khiển tự động…

Bước 2: Xác định các hệ số phản xạ của tường, trần và sàn

Các hệ số phản xạ

Bước 4: Xác định hệ số sử dụng đèn CU

Hệ số sử dụng đèn phụ thuộc vào:

- Loại nguồn sáng (đèn+chóa)

- Các hệ số phản xạ tường, trần và sàn

- Chỉ số phòng i, xác định theo công thức: i = 𝑎.𝑏

Xác định hệ số sử dụng đèn

Bước 5: Xác định hệ số mất ánh sáng

Hệ số LLF chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm loại đèn, mức độ bụi trong môi trường sử dụng, tần suất bảo trì đèn (số lần lau bóng hàng tháng) và thời gian sử dụng đèn.

Xác định hệ số LLF

Bước 6: Chọn độ rọi yêu cầu

Tùy thuộc vào loại công việc, kích thước vật cần phân biệt, mức độ căng thẳng và độ tuổi của người lao động, việc lựa chọn độ rọi phù hợp là rất quan trọng.

Chọn độ rọi yêu cầu

Bước 7: Xác định số bộ đèn

Số bộ đèn được xác định theo công thức sau:

Bước 9: Phân bố các bộ đèn

 Dựa trên các yếu tố sau:

- Đặc điểm kiến trúc của phân xưởng và sự phân bố thiết bị

Để đảm bảo độ rọi đồng đều và tránh hiện tượng chói mắt, cần phân bố đèn một cách hợp lý, đáp ứng các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các đèn cũng như giữa đèn và tường.

 Tiêu chuẩn kiểm tra độ đồng đều:

Để đảm bảo tính đồng đều trong việc lắp đặt đèn, cần kiểm tra các tỉ số giữa khoảng cách L giữa hai đèn, chiều cao Hđ treo đèn hiệu dụng và khoảng cách Dt giữa đèn và tường.

𝐻 đ = 𝛼 nên lấy trong phạm vi:

𝐿 = 𝛽 nên lấy trong phạm vi: 𝛽 = 0.3 – 0.5

Nếu các điều kiện không được đáp ứng, cần điều chỉnh khoảng cách giữa hai đèn, thay đổi độ cao treo đèn hoặc điều chỉnh công suất đèn để đảm bảo tính đồng đều trong ánh sáng.

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

5.2.1 Vạch phương án đi dây mạng điện chiếu sáng

1 Mạng điện chiếu sáng cho phân xưởng được thiết kế theo mạng riêng (đường dây riêng, tủ chiếu sáng riêng nếu phân xưởng có diện tích rộng), tránh việc đóng mở động cơ làm dao động điện áp lớn trên cực đèn

2 Tủ chiếu sáng và các bảng điện điều khiển nên đặt gần cửa ra vào của phân xưởng, phòng sinh hoạt chung

3 Trong tủ chiếu sáng đặt một CB tổng 3 pha nhận điện từ tủ phân phối chính và các CB nhánh 1 pha điều khiển cấp điện cho một dãy đèn

4 Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng điển hình cho phân xưởng

5.2.2 Chọn dây dẫn/cáp và CB bảo vệ cho mạng điện chiếu sáng

Khi lựa chọn dây dẫn, cáp và cầu dao (CB) cho hệ thống điện chiếu sáng, cần chú ý đến các tuyến dây từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng và từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn Quy trình chọn dây dẫn, cáp và CB cho mạng điện chiếu sáng tương tự như quy trình áp dụng cho mạng điện động lực trong phân xưởng.

 Xác định dòng cho phép của dây dẫn/ cáp

- Xác đinh dòng tính toán Icp

 Tuyến dây từ tủ chiếu sáng đến nhóm đèn

+ Đèn trên 1 dãy phân bố trên cùng 1 pha:

+ Đèn trên 1 dãy phân bố đều trên cả 3 pha:

Công suất chiếu sáng tính toán của một dãy đèn được ký hiệu là PĐ (kW), trong khi điện áp pha định mức được ký hiệu là Ufn (kV) và điện áp dây định mức là Un (kV) Hệ số công suất của loại đèn sử dụng được biểu thị bằng 𝑐𝑜𝑠𝜑đ.

 Tuyến dây từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng (trường hợp đèn phân bố đều trên 3 pha):

Trong đó: ks là hệ số đồng thời của tủ chiếu sáng; Icpi là dòng tính toán của nhánh đèn thứ i (A)

- Dòng định mức của CB bảo vệ cho dây được chỉnh định đến giá trị không nhỏ hơn dòng Icp : InCB ≥ Icp.

- Khi đó lựa chọn dòng Iz của dây dẫn/cáp mà CB có khả năng bảo vệ: Iz InCB

Khi thiết kế mạng điện chiếu sáng cho phân xưởng, việc chọn loại dây dẫn hoặc cáp điện phù hợp, cùng với cách lắp đặt dây và xác định các hệ số hiệu chỉnh là rất quan trọng.

Tuyến dây từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng thường sử dụng cáp đồng đơn lõi, được bọc cách điện bằng PVC hoặc XLPE Phương án lắp đặt có thể thực hiện bằng cách đi nổi trên khay cáp hoặc máng cáp.

Tuyến dây từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn thường sử dụng cáp đồng đơn lõi bọc cách điện PVC Phương án lắp đặt thường được thực hiện nổi trên khay cáp và máng cáp, hoặc thông qua các thanh dẫn để cung cấp điện cho các đèn.

Xác định các hệ số hiệu chỉnh K1 ÷ K3 , từ đó tính được hệ số K

- Dòng cho phép của dây dẫn/cáp khi tính đến các hệ số hiệu chỉnh K:

 Chọn tiết diện dây dẫn/ cáp

- Chọn dây dẫn/cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn: Izcp ' ≥ Iz'

 Kiểm tra sụt áp đối với dây dẫn/ cáp vừa chọn

 Chọn CB tổng điều khiển cấp điện cho tủ chiếu sáng

 Chọn các CB nhánh điều khiển cấp điện cho các dãy đèn

Bước 1: Tính dòng làm việc cực đại IB của CB được lắp đặt:

Bước 2: Tính dòng ngắn mạch ba pha ISC (A) với điểm ngắn mạch ngay sau nơi đặt CB

Bước 3: Chọn CB thỏa mãn các điều kiện sau:

- Điện áp định mức và dòng định mức của CB: UnCB ≥ Un ; InCB ≥ IB

Trong đó: Un là điện áp định mức của dây pha (V); IB là dòng làm việc cực đại (A)

- Khả năng cắt dòng ngắn mạch Icu ≥ ISC.

Trong đó: Icu là dòng cắt ngắn mạch của CB (kA); ISC là dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm tính toán (kA)

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

 Kích thước của phân xưởng:

- Độ cao treo đèn cách trần 1,5m

 Các hệ số phản xạ:

- Hệ số phản xạ của tường: 𝜌 𝑡ườ𝑛𝑔 = 50%

- Hệ số phản xạ của trần: 𝜌 𝑡𝑟ầ𝑛 = 30%

- Hệ số phản xạ của sàn: 𝜌 𝑠à𝑛 = 10%

 Chọn bộ đèn: chọn bộ đèn có kiểu chiếu áng trực tiếp và chóa phản xạ tròn

- Chọn bóng Led nhà xưởng HLHB3-150 với các thông số sau:

+ Tiêu chuẩn: IP40 ( về chống bụi)

- Số bóng trong 1 bộ đèn: 1 bóng

- Công suất 1 bộ đèn Pbd = Pđ.1 = 150W

- Độ cao treo đèn: Hđ = 7 – 1,5 = 5,5m

- Hệ số sử dụng đèn: i = 𝑎.𝑏

Căn cứ vào kiểu chiếu sáng, các hệ số phản xạ, chỉ số phòng i xác định được hệ số sử dụng đèn là: k = 0,85

 Xác định hệ số mất ánh sáng:

Môi trường làm việc trong phân xưởng sạch, chế độ bảo trì là 12 tháng: LLF = 0,7

 Độ rọi tiêu chuẩn cho phân xưởng sản xuất và làm việc là: Emin = 300 Lx

 Xác định số bộ đèn:

Tổng số bộ đèn cần thiết:

Để đảm bảo độ rọi đồng đều trong phòng họp, việc phân bố các bộ đèn cần dựa trên chiều dài, chiều rộng, độ cao của đèn và vị trí của phòng Các bộ đèn sẽ được chia đều trong không gian làm việc để tối ưu hóa ánh sáng.

- Chia thành 2 nhóm bộ đèn, mỗi nhóm là 1 dãy: nhóm một 6 bộ và nhóm hai 5 bộ đèn

- Tính khoảng cách các đèn theo chiều rộng là: 8m, cách tường 3,5m Theo chiều dài là 5m cách tường 2,5m

 Kiểm tra độ đồng đều:

Gọi: La là khoảng cách giữa 2 bộ đèn theo chiều dài; Lb là khoảng cách giữa

2 bộ đèn thoe chiều rộng; Dt là khoảng cách giữa bộ đèn và tường

5 = 0,5 Các tỉ số thỏa mãn điều tiêu chuẩn, do đó phân bố đèn đạt được độ đồng đều

2 Chọn cáp cho mạng điện chiếu sáng

Lựa chọn tiết diện cáp dựa vào phương pháp phát nóng kết hợp với thiết bị bảo vệ:

 Chủng loại cáp: Cáp điện CV hãng CADIVI, ruột đồng, 1 lõi cách điện PVC

 Cách lắp đặt: Nhiệt độ không khí 30 o C; nhiệt độ tối da của lõi đồng khi làm việc với dòng định mức 70 – 90 o C

- Cáp từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng được đi trên khay cáp không đục lỗ

- Cáp dẫn điện từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn được đi trong ống luồn cứng PVC, cách điện cố định trên mái

 Tính toán tiết diện cáp:

 Chọn cáp từ tủ chiếu sáng đến nhóm đèn 1:

- Công suất chiếu sáng tính toán của nhóm đèn 1:

- Dòng cho phép của dây dẫn:

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: ICB1 = 6A

- Xác định hệ số hiệu chỉnh k:

K1 = 0,7 (Cáp đặt trong vật liệu cách điện, chịu nhiệt)

K2 = 1(Đi mạch đơn trong ống)

K3 = 1(Dây có cách điện PVC, nhiệt độ môi trường 30 o C.)

- Dòng cho phép của dây dẫn khi tính đến các hệ số hiệu chỉnh:

Chiều dài dây dẫn L= 30.10 -3 km r0 = 22,5

Vậy tiết diện dây dẫn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

 Chọn cáp từ tủ chiếu sáng đến nhóm đèn 2

- Công suất chiếu sáng tính toán của nhóm đèn:

- Xác định dòng cho phép của dây dẫn:

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: ICB2 = 6A

- Xác định hệ số hiệu chỉnh K: K=0,7

Chiều dài dây dẫn: L = 38.10 -3 km

Vậy tiết diện dây dẫn thỏa mẫn điều kiện tổn thất điện áp.

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO VĂN PHÒNG LÀM VIỆC

 Kích thước của văn phòng:

- Chiều cao: h = 4,5m ( có trần thạch cao cách sàn 4m)

- Mặt bằng làm việc: 0,8m cách sàn

 Các hệ số phản xạ:

- Hệ số phản xạ của tường: 𝜌 𝑡ườ𝑛𝑔 = 50%

- Hệ số phản xạ của trần: 𝜌 𝑡𝑟ầ𝑛 = 80%

- Hệ số phản xạ của sàn: 𝜌 𝑠à𝑛 = 10%

- Văn phòng có trần thạch cao 4m, chọn bộ đèn âm trần có kiểu chiếu sáng trực tiếp, ánh sáng màu trắng giúp tăng hiệu quả chiếu sáng

- Chọn đèn LED âm trần Downlight AT04 hãng sản xuất Rạng Đông có công suất 25W; kích thước (180x44)mm; quang thông: 𝛷 đ = 2000 lm

- Số bóng trong bộ đèn: 1 bóng

- Công suất 1 bộ đèn: Pbđ = Pđ.1 = 25.1 = 25W

- Quang thông của bộ đèn: 𝛷 𝑏đ = 𝛷 đ 1 = 2000 lm

- Lắp đặt: khoét lỗ 155mm gắn đèn → Hđ = 3,2m

- Xác định hệ số sử dụng đèn:

Căn cứ vào kiểu chiếu sáng, các hệ số phản xạ, chỉ số phòng i xác định được hệ số sử dụng đèn là: k = 0,66

 Hệ số mất ánh sáng LLF:

Môi trường làm việc trong văn phòng rất sạch, chế độ bảo trì là 12 tháng: LLF = 0,8

 Chọn độ rọi theo tiêu chuẩn: Emin = 400 lux

 Xác định số bộ đèn:

Tổng số bộ đèn cần thiết:

Để đảm bảo độ rọi đồng đều trong phòng họp, việc phân bố các bộ đèn cần dựa trên chiều dài, chiều rộng và độ cao của không gian Việc này giúp tối ưu hóa ánh sáng cho toàn bộ mặt bằng làm việc.

- Các bộ đèn được bố trí thành 3 dãy, mỗi dãy 6 bộ đèn

- Khoảng cách giữa các bộ đèn là: theo chiều rộng 1,5m, cách tường

0,75m; theo chiều dài 1,8m, cách tường 0,8m

 Kiểm tra dộ đồng đều:

- La : khoảngcách giữa 2 đèn theo chiều dài

- Lb : khoảng cách giữa 2 đèn theo chiều rộng

- Dta : khoảng cách giữa đèn và tường theo chiều dài

- Dtb : khoảng cách giữa đèn và tường theo chiều rộng

Các tỉ số thỏa mãn điều kiện, do đó độ phân bố đèn là hợp lý

2 Chọn cáp cho mạng điện chiếu sáng

Lựa chọn tiết diện cáp dựa vào phương pháp phát nóng kết hợp với thiết bị bảo vệ:

 Chủng loại cáp: Cáp điện CV, ruột đồng 1 lõi , cách điện PVC

 Cách lắp đặt: Nhiệt độ không khí 30 o C; nhiệt độ tối da của lõi đồng khi làm việc với dòng định mức 70 – 90 o C

- Cáp từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng được đi trên khay cáp không đục lỗ

- Cáp dẫn điện từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn được đi trong ống luồn cứng PVC, cách điện

 Chọn dây từ tủ chiếu sáng đến nhóm đèn văn phòng

- Công suất chiếu sáng tính toán của nhóm đèn:

- Dòng cho phép của dây dẫn:

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: InCB3 = 6A

- Xác định hệ số hiệu chỉnh K:

K1 = 0,7 (Cáp đặt trong vật liệu cách điện, chịu nhiệt)

K3 = 1(Dây có cách điện PVC, nhiệt độ môi trường 30 o C.)

Vậy tiết diện dây dẫn thỏa mẫn điều kiện tổn thất điện áp

 Chọn cáp từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng

- Dòng cho phép của cáp:

Icp = ks (Icp1 + Icp2 + Icp3) = 1.(4,2 + 2,5 + 2,9) = 10,6 A

- Chọn CB bảo vệ với dòng định mức: InCB = 16A

- Xác định hệ số hiệu chỉnh k:

K1 = 1 (Cáp đi nổi trên khay cáp không đục lỗ)

K3 = 1(Dây có cách điện PVC,XLPE; nhiệt độ môi trường 30 o C.)

- Dòng cho phép của dây dẫn khi tới hệ số hiệu chỉnh:

- Kiểm tra sụt áp trên dây:

Vậy tiết diện dây dẫn thỏa mẫn điều kiện tổn thất điện áp

5.3 Chọn thiết bị bảo vệ cho mạng chiếu sáng

1 Chọn CB tổng cho tủ chiếu sáng

Dòng làm việc cực đại: IB = Icp = 10,6A Đường dây: khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng L = 10.10 -3 km

→ X = 𝑥 0 L = 0,08.10.10 -3 = 0,8.10 -3 Ω Điện trở ngắn mạch tại điểm đặt MCB3:

Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCB3:

Với dòng làm việc cực đại bằng dòng làm việc của tủ là IB = Icp = 10,6A, chúng tôi chọn MCB3 cho tủ phân phối loại EASY9 3P 16A, mã hiệu EZ9F14316, do Schneider sản xuất, với các thông số kỹ thuật phù hợp.

- Dòng làm việc cực đại: IB = Icp = 10,6A

- Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCB6: ISC6 = ISC7= 5,96kV

→ chọn MCB6 cho tủ chính loại Multi 9 C60 mã hiệu M9F13316 có các thông số sau:

- Điện áp định mức hoạt động: 415 VAC

- Điện áp cách điện định mức: Ui = 500V

2 Chọn CB nhánh cho nhóm đèn:

 Chọn MCB 3.1 cho nhóm đèn 1:

Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCB3.1: ISC3.1 = ISC3 = 2,2kA

Với dòng làm việc cự đại IB = 4,2A Chọn CB cho nhánh 3.1 loại EASY9

1P 6A mã hiệu EZ9F56106 do schneider sản xuất có thông số:

- Điện áp định mức hoạt động: 230 VAC

- Điện áp cách điện định mức: Ui = 500V

Với dòng làm việc cực đại IB = 2,5A Chọn CB cho nhánh 3.1 cùng loại MCB3.1

Với dòng làm việc cực đại IB = 2,9A Chọn CB cho nhánh 3.3 cùng loại MCB3.1

Kết quả chọn cáp và CB của mạng điện chiếu sáng được trình bày trong

Bảng 5.1 Kết quả chọn cáp cho mạng điện chiếu sáng

Bảng 5.2 Kết quả chọn CB cho mạng điện chiếu sáng

Kí hiệu trên sơ đồ cấp điện

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	5,02 MB