Đề tài Thiết kế chọn thiết bị lắp đặt hệ thống cung cấp điện cho một xưởng chế biến thức ăn gia súc

kVA). n : Sè thiÕt bÞ trong nhãm. knc: HÖ sè nhu cÇu, tra ë sæ tay kü thuËt. tg: øng víi cos ®Æc tr­ng cho nhãm thiÕt bÞ, tra ë sæ tay kü thuËt. NÕu hÖ sè c«ng suÊt cos cña c¸c thiÕt bÞ trong nhãm kh«ng gièng nhau th× ph¶i tÝnh hÖ sè c«ng suÊt trung b×nh theo c«ng thøc sau: (2.17) HÖ sè nhu cÇu cña c¸c m¸y kh¸c nhau th­êng ®­îc cho trong c¸c sæ tay. Ø. Ph­¬ng ph¸p nµy cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, tÝnh to¸n thuËn tiÖn. Tuy nhiªn, nh­îc ®iÓm chñ yÕu cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao. Bëi v× hÖ sè nhu cÇu knc tra trong c¸c sæ tay lµ cè ®Þnh cho tr­íc kh«ng phô thuéc vµo chÕ ®é vËn hµnh vµ sè thiÕt bÞ trong nhãm. Trong lóc ®ã, theo c«ng thøc trªn ta cã knc = kmax.ksd, cã nghÜa lµ hÖ sè nhu cÇu phô thuéc nhiÒu yÕu tè kÓ trªn. 2. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt phô t¶i trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch. C«ng thøc tÝnh: Ptt = p0.F (2.18) Trong ®ã: p0: SuÊt phô t¶i trªn 1m2 ®¬n vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt (kW/m2). F : DiÖn tÝch s¶n xuÊt (m2). Gi¸ trÞ p0 ®­îc cho s½n trong b¶ng, phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña phô t¶i ph©n tÝch theo sè liÖu thèng kª. Ø. Ph­¬ng ph¸p nµy chØ cho kÕt qu¶ gÇn ®óng. Nã ®­îc dïng ®Ó tÝnh c¸c phô t¶i, c¸c ph©n x­ëng cã mËt ®é m¸y mãc s¶n xuÊt ph©n bè t­¬ng ®èi ®Òu nªn chØ ¸p dông trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬ bé. 3. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm. C«ng thøc tÝnh: Ptt = (2.19) Trong ®ã: M: Sè ®¬n vÞ s¶n phÈm s¶n xuÊt ra trong 1 n¨m (s¶n l­îng). : SuÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho 1 ®¬n vÞ s¶n phÈm (kWh/®¬n vÞ s¶n phÈm). Tmax: Thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt (h). Ø. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng dïng ®Ó tÝnh to¸n cho c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cã ®å thÞ phô t¶i Ýt biÕn ®æi hay kh«ng thay ®æi nh­: qu¹t giã, m¸y nÐn khÝ... khi ®ã phô t¶i tÝnh to¸n gÇn b»ng phô t¶i trung b×nh vµ kÕt qu¶ t­¬ng ®èi chÝnh x¸c. 4. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo hÖ sè cùc ®¹i vµ c«ng suÊt trung b×nh.(ph­¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶): Khi kh«ng cã c¸c sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó ¸p dông c¸c ph­¬ng ph¸p t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n ®· nªu ë trªn hoÆc khi cÇn n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña phô t¶i tÝnh to¸n th× nªn dïng ph­¬ng ph¸p nµy. C«ng thøc tÝnh: Ptt = kmax.ksd.P®m (2.20) Trong ®ã: P®m: C«ng suÊt ®Þnh møc (kW). ksd : HÖ sè sö dông, tra trong sæ tay kü thuËt. kmax: HÖ sè cùc ®¹i, tra trong sæ tay kü thuËt theo quan hÖ: kmax = f(nhq, ksd). Ø. Ph­¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ t­¬ng ®èi chÝnh x¸c v× khi x¸c ®Þnh sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ nhq, chóng ta ®· xÐt tíi hµng lo¹t c¸c yÕu tè quan träng nh­ ¶nh h­ëng cña sè l­îng thiÕt bÞ trong nhãm, sè thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt còng nh­ sù kh¸c nhau vÒ chÕ ®é lµm viÖc cña chóng. Tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ sau: + Tr­íc tiªn dùa vµo sæ tay tra c¸c sè liÖu ksd, cos cña nhãm, sau ®ã tõ sè liÖu ®· cho x¸c ®Þnh P®mmax vµ P®mmin. TÝnh: m = (2.21) Trong ®ã: Pdmmax: C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt trong nhãm. Pdmmin: C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt nhá nhÊt trong nhãm. + Sau ®ã kiÓm tra ®iÒu kiÖn: a. Tr­êng hîp : vµ th× nhq = n. Chó ý, nÕu trong nhãm cã n1 thiÕt bÞ mµ tæng c«ng suÊt cña chóng kh«ng lín h¬n 5% tæng c«ng suÊt cña c¶ nhãm th×: nhq = n - n1. b. Tr­êng hîp : vµ , nhq sÏ ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: nhq = (2.22) c. Khi kh«ng ¸p dông ®­îc c¸c tr­êng hîp trªn, viÖc x¸c ®Þnh nhq ph¶i ®­îc tiÕn hµnh theo tr×nh tù: Tr­íc hÕt tÝnh: n* =; P* = Trong ®ã: n: Sè thiÕt bÞ trong nhãm. n1: Sè thiÕt bÞ cã c«ng suÊt kh«ng nhá h¬n mét nöa c«ng suÊt cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt. P vµ P1: Tæng c«ng suÊt cña n vµ cña n1 thiÕt bÞ. Sau khi tÝnh ®­îc n* vµ P* tra theo sæ tay kü thuËt ta t×m ®­îc n*hq = f(n*, P*) PL1.4 (TL1). Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶: nhq = n*hq.n. * Tra b¶ng kmax = f(ksd, nhq) PL1.5 (TL1). Thay c¸c sè liÖu trªn vµo c«ng thøc: Ptt = kmax.ksd.P®m, ta sÏ suy ra ®­îc Ptt, Qtt, Stt. Khi x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo ph­¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶ nhq, trong mét sè tr­êng hîp cô thÓ cã thÓ dïng c¸c c«ng thøc gÇn ®óng sau: * NÕu vµ , th× phô t¶i tÝnh to¸n ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Ptt = ( 2.23) §èi víi thiÕt bÞ lµm viÖc víi chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i th×: Ptt = (2.24) * NÕu vµ , th× phô t¶i tÝnh to¸n ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Ptt = (2.25) Trong ®ã: kpti: HÖ sè phô t¶i cña thiÕt bÞ thø i. NÕu kh«ng cã sè liÖu chÝnh x¸c, hÖ sè phô t¶i cã thÓ lÊy gÇn ®óng: kpt = 0,9 ®èi víi c¸c thiÕt bÞ lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n. kpt = 0,75 ®èi víi c¸c thiÕt bÞ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i. * NÕu nhq > 300 vµ ksd < 0,5 th×: kmax sÏ lÊy gi¸ trÞ øng víi nhq = 300 * NÕu nhq > 300 vµ ksd 0,5 th×: Ptt = 1,05.ksd.P®m (2.26) * §èi víi thiÕt bÞ cã ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng (c¸c m¸y b¬m, m¸y nÐn khÝ) th× phô t¶i tÝnh to¸n cã thÓ lÊy b»ng phô t¶i trung b×nh: Ptt = Ptb = ksd.P®m (2.27) * NÕu trong m¹ng cã c¸c thiÕt bÞ mét pha th× cÇn ph¶i ph©n phèi ®Òu c¸c thiÕt bÞ cho 3 pha cña m¹ng, tr­íc khi x¸c ®Þnh nhq ph¶i quy ®æi c«ng suÊt cña c¸c phô t¶i 1 pha vÒ phô t¶i 3 pha t­¬ng ®­¬ng: NÕu thiÕt bÞ 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha cña m¹ng: Pq® = 3.P1pha max NÕu thiÕt bÞ 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y cña m¹ng: Pq® = P1pha max 5. H­íng dÉn c¸ch chän c¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n. Tuú theo sè liÖu vµ ®Çu bµi mµ ta chän ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho hîp lý. Ø. Khi x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho tõng nhãm m¸y ë ®iÖn ¸p thÊp (U < 1000 V) nªn dïng ph­¬ng ph¸p tÝnh theo hÖ sè cùc ®¹i kmax (tøc lµ ph­¬ng ph¸p tÝnh theo hÖ sè hiÖu qu¶) bëi v× ph­¬ng ph¸p nµy cã kÕt qu¶ t­¬ng ®èi chÝnh x¸c. Ø. Khi phô t¶i ph©n bè t­¬ng ®èi ®Òu trªn diÖn tÝch s¶n xuÊt hoÆc cã sè liÖu chÝnh x¸c suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm th× cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm ®Ó tÝnh phô t¶i tÝnh to¸n. C¸c ph­¬ng ph¸p trªn còng th­êng ®­îc ¸p dông cho giai ®o¹n tÝnh to¸n s¬ bé ®Ó ­íc l­îng phô t¶i cho hé tiªu thô. Ø. Trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬ bé th­êng cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ phô t¶i chung cña c¸c hé tiªu thô (ph©n x­ëng, xÝ nghiÖp, khu vùc, thµnh phè ...) trong tr­êng hîp nµy nªn dïng ph­¬ng ph¸p hÖ sè nhu cÇu knc. III. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc : Trong mét ph©n x­ëng th­êng cã nhiÒu lo¹i thiÕt bÞ cã c«ng suÊt vµ chÕ ®é lµm viÖc rÊt kh¸c nhau, muèn x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n ®­îc chÝnh x¸c cÇn ph¶i ph©n nhãm thiÕt bÞ ®iÖn. ViÖc ph©n nhãm thiÕt bÞ ®iÖn cÇn tu©n theo c¸c nguyªn t¾c sau: Ø. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong cïng mét nhãm nªn ë gÇn nhau ®Ó gi¶m chiÒu dµi ®­êng d©y h¹ ¸p nhê vËy cã thÓ tiÕt kiÖm ®­îc vèn ®Çu t­ vµ tæn thÊt trªn c¸c ®­êng d©y h¹ ¸p trong ph©n x­ëng. Ø. ChÕ ®é lµm viÖc cña c¸c nhãm thiÕt bÞ trong cïng mét nhãm nªn gièng nhau nhê ®ã viÖc x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n ®­îc chÝnh x¸c h¬n vµ thuËn tiÖn cho viÖc lùa chän ph­¬ng thøc cung cÊp ®iÖn cho nhãm. Ø. Tæng c«ng suÊt c¸c nhãm nªn xÊp xØ nhau ®Ó gi¶m chñng lo¹i tñ ®éng lùc cÇn dïng trong ph©n x­ëng. Sè thiÕt bÞ trong cïng mét nhãm kh«ng nªn qu¸ nhiÒu bëi sè ®Çu ra cña c¸c tñ ®éng lùc kh«ng nhiÒu th­êng tõ 8 ®Õn 12 ®Çu ra. Tuy nhiªn th­êng th× rÊt khã tho¶ m·n cïng mét lóc c¶ 3 nguyªn t¾c trªn, do vËy ng­êi thiÕt kÕ cÇn ph¶i lùa chän c¸ch ph©n nhãm sao cho hîp lý nhÊt. Dùa vµo b¶ng danh s¸ch thiÕt bÞ, vÞ trÝ vµ chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ ta cã thÓ chia c¸c thiÕt bÞ trong ph©n x­ëng thµnh nhãm ®Ó tõ ®ã x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho tõng nhãm thiÕt bÞ theo ph­¬ng ph¸p hÖ sè cùc ®¹i kmax. 1. X¸c ®Þnh phô t¶i chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc : Ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lµ 6375 m2, víi c«ng suÊt ®Æt lµ 1036800kW. Tra b¶ng PL 1.3 (TL.1) víi ph©n x­ëng chÕ biÕn cã: knc = 0,3 cos/ tg = 0,6/ 1,33 Tra b¶ng PL 1.7 (TL.1) ta ®­îc suÊt chiÕu s¸ng p0 = 14 W/ m2 C«ng suÊt tÝnh to¸n ®éng lùc: P®l = knc.P® = 0,3.1036800 = 311040 (kW) Q®l = P®l.tg =311040.1,33 = 413683,2 (kVAr) V× phô t¶i chiÕu s¸ng cã tÝnh chÊt ph©n bè t­¬ng ®èi ®Òu vµ tû lÖ víi diÖn tÝch nªn phô t¶i chiÕu s¸ng cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Pcs = p0.F Trong ®ã: F: DiÖn tÝch khu vùc s¶n xuÊt trong ph©n x­ëng, (m2). DiÖn tÝch ph©n x­ëng: F = 6375 m2 p0: SuÊt phô t¶i chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch, (kW/ m2). §èi víi ph©n x­ëng chÕ biÕn cã p0 = 0,015 (kW/m2), ®Ìn chiÕu s¸ng trong ph©n x­ëng lµ ®Ìn sîi ®èt cã cos= 1. VËy phô t¶i chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc lµ: Pcs = 0,015.6375 = 95,625 (kW). Qcs = Pcs.tg= 0 (kVAr). C«ng suÊt tÝnh to¸n t¸c dông cña ph©n x­ëng: Ptt = P®l + Pcs = 311040 + 95,625 = 311135,625 (kW) C«ng suÊt tÝnh to¸n ph¶n kh¸ng cña ph©n x­ëng: Qtt = Q®l + Qcs = 413683,2 + 0 = 413683,2 (kVAr) C«ng suÊt tÝnh to¸n toµn phÇn cña ph©n x­ëng: Stt = =313873 (kVA) Dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña ph©n x­ëng: Itt == 477010 (A) Phô t¶i tÝnh to¸n t¸c dông toµn ph©n x­ëng: Pttnm = k®t. Trong ®ã: k®t: HÖ sè ®ång thêi lÊy b»ng 0,8. Pttnm = 0,8. 311135,625 = 248908,5(kW) Phô t¶i tÝnh to¸n ph¶n kh¸ng toµn ph©n x­ëng Qttnm = k®t. Trong ®ã: k®t: HÖ sè ®ång thêi lÊy b»ng 0,8. Qttnm = 0,8. 413683,2 = 330946,56(kVAr) Phô t¶i tÝnh to¸n toµn phÇn cña ph©n x­ëng Sttnm = = 2510989 (kVA) HÖ sè c«ng suÊt cña ph©n x­ëng cos = =0,9 Ch­¬ng 3 ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc I. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc S¬ ®å nèi d©y m¹ng h¹ ¸p cã hai d¹ng c¬ b¶n lµ m¹ng h×nh tia vµ m¹ng ph©n nh¸nh. Ø. S¬ ®å h×nh tia: Cã ­u ®iÓm lµ nèi d©y dÓ dµng, mçi hé ®­îc cung cÊp ®iÖn tõ mét ®­êng d©y, do ®ã chóng Ýt ¶nh h­ëng lÉn nhau, ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn t­¬ng ®èi cao, dÔ thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ vµ tù ®éng ho¸, dÔ vËn hµnh b¶o qu¶n. KhuyÕt ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ vèn ®Çu t­ lín nªn s¬ ®å nèi d©y h×nh tia th­êng ®­îc dïng khi cung cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô lo¹i 1 vµ 2. S¬ ®å h×nh tia dïng ®Ó cung cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i ph©n t¸n. Tõ thanh c¸i tr¹m biªn ¸p cã c¸c ®­êng d©y dÉn ®Õn c¸c tñ ph©n phèi ®éng lùc. Tõ tñ ph©n phèi ®éng lùc cã c¸c ®­êng d©y dÉn ®Õn phô t¶i. Lo¹i s¬ ®å nµy cã ®é tin cËy t­¬ng ®èi cao, th­êng ®­îc dïng trong c¸c thiÕt bÞ ph©n t¸n trªn diÖn tÝch réng nh­ ph©n x­ëng c¬ khÝ, l¾p r¸p, dÖt v.v... Ø. S¬ ®å ph©n nh¸nh: Cã ­u khuyÕt ®iÓm ng­îc l¹i so víi s¬ ®å h×nh tia. V× vËy, lo¹i s¬ ®å nµy th­êng ®­îc dïng cho c¸c hé tiªu thô lo¹i 2 vµ 3. §Ó cÊp ®iÖn cho toµn ph©n x­ëng chÕ biÒn thøc ¨n gia sóc ta ®Æt mét tñ ph©n phèi ë gÇn tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng. Tñ ph©n phèi nhËn ®iÖn tõ tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng cã nhiÖm vô cÊp ®iÖn cho 5 tñ ®éng lùc vµ mét tñ chiÕu s¸ng cho toµn ph©n x­ëng. Trong mçi tñ ph©n phèi ®Æt 6 ¸pt«m¸t ë mçi ®Çu ra vµ mét ¸ptom¸t tæng ë ®Çu vµo. Mçi tñ ®éng lùc cÊp ®iÖn cho mét nhãm phô t¶i. §Çu vµo vµ ®Çu ra cña tñ ®éng lùc ®Òu ®Æt ¸pt«m¸t. Mçi tñ ®éng lùc cã 8 ®Çu ra do vËy víi nhãm nµo cã qu¸ 8 thiÕt bÞ th× mét sè m¸y cã c«ng suÊt nhá, cã vÞ trÝ gÇn nhau sÏ ph¶i ®Êu chung ë ®Çu ra. Mçi ®éng c¬ cña m¸y c«ng cô ®­îc ®ãng c¾t b»ng khëi ®éng tõ, ®­îc b¶o vÖ qu¸ t¶i b»ng r¬le nhiÖt vµ b¶o vÖ ng¾n m¹ch b»ng ¸pt«m¸t ®Æt trªn ®­êng d©y ra cña c¸c tñ ®éng lùc. Do kho¶ng c¸ch tõ tñ h¹ ¸p tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng vÒ tñ ph©n phèi ph©n x­ëng vµ kho¶ng c¸ch tõ tñ ph©n phèi ®Õn tñ ®éng lùc ng¾n nªn ®Ó n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn, ®Ó dÔ thuËn tiÖn trong thao t¸c vµ söa ch÷a ta sö dông ®­êng d©y c¸p ch«n ngÇm d­íi ®Êt trong nÒn nhµ ph©n x­ëng vµ s¬ ®å nèi ®iÖn h×nh tia. · Chän c¸p tõ tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng vÒ tñ ph©n phèi ph©n x­ëng: Nh­ ®· nhËn xÐt ë trªn, kho¶ng c¸ch tõ tñ h¹ ¸p tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng vÒ tñ ph©n phèi ng¾n nªn ta chän c¸p ë m¹ch h¹ ¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp mµ kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn tæn thÊt ®iÖn ¸p cho phÐp. TiÕt diÖn d©y c¸p chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng ph¶i tho¶ m·n: khc .Icp Itt Trong ®ã: Itt: Dßng tÝnh to¸n cña toµn ph©n x­ëng, A Icp: Dßng ®iÖn cho phÐp øng víi d©y dÉn chän, A khc: HÖ sè hiÖu chØnh kÓ tíi nhiÖt ®é m«i tr­êng ®Æt d©y. Tra b¶ng phô lôc øng víi nhiÖt ®é m«i tr­êng 200C vµ nhiÖt ®é tiªu chuÈn lµ 150C cã ®­îc khc = 0,96. Dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña ph©n x­ëng Itt = = 219,5 A. Ta chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng PVC do h·ng LENS s¶n xuÊt ®Æt trong nhµ, U < 1 kV, cã tiÕt diÖn F = 95 mm2 víi dßng cho phÐp: Icp = 301 A. Ta cã: khc.Icp = 0,96.301 = 288,96 A > Itt = 219,5 A. VËy c¸p ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. 1. Tñ ph©n phèi. Tñ ph©n phèi nhËn ®iÖn tõ tr¹m BAPX cung cÊp cho c¸c tñ ®éng lùc th«ng qua ®­êng c¸p. §Ó cung cÊp ®iÖn cho 5 tñ ®éng lùc vµ tñ chiÕu s¸ng cho toµn ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc ta chän 1 tñ ph©n phèi h¹ ¸p ®Æt t¹i thanh c¸i cña tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng do h·ng SAREL cña Ph¸p chÕ t¹o. Tñ cã s¬ ®å: AT A6 A2 A1 A5 A4 A3 §L1 §L2 §L3 §L4 §L5 CS H×nh 3 - 1: S¬ ®å tñ ph©n phèi. 1.1. Chän ¸pt«m¸t: Chän ¸pt«m¸t cho 5 tñ ®éng lùc vµ mét ¸pt«m¸t tæng. C¸c ¸pt«m¸t nµy ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc l©u dµi (hay lµ dßng ®iÖn tÝnh to¸n). §iÒu kiÖn chän ¸pt«m¸t lµ: I®mA Ilvmax = Itt = U®m U®mm® Trong ®ã: U®mm®: ®iÖn ¸p ®Þnh møc m¹ng ®iÖn U®mm® = 380 V víi ¸pt«m¸t 3 pha U®mm® = 220 V víi ¸pt«m¸t 1 pha Víi dßng tÝnh to¸n Itt ®· x¸c ®Þnh ®­îc trong ch­¬ng II vµ tæng kÕt trong b¶ng 3-1, ta chän c¸c ¸pt«m¸t cña h·ng Merlin Gerin cã c¸c th«ng sè c¬ b¶n sau: B¶ng 3-1: Th«ng sè ¸pt«m¸t trong tñ ph©n phèi Tªn lé Ittnhãm (A) Lo¹i U®m (V) I®m (A) I N (kA) A1 25 C60N 440 63 6 A2 54,3 C60N 440 63 6 A3 48,3 C60N 440 63 6 A4 73,5 NC100H 440 100 6 A5 47,5 C60N 440 63 6 A- CS 13,67 C60H 440 63 10 §èi víi ¸pt«m¸t tæng ta chän theo dßng tÝnh to¸n cña toµn ph©n x­ëng: Itt = = = 219,5 A Ta chän ¸pt«m¸t cña h·ng Merlin Gerin cã c¸c th«ng sè: B¶ng 3-3: Th«ng sè cña ¸pt«m¸t tæng. ¸pt«m¸t Lo¹i U®m (V) I®m (A) IN (kA) AT NS400L 690 400 50 1.2. Chän thanh dÉn. Chän thanh dÉn cña tñ ph©n phèi lµ thanh dÉn b»ng ®ång, cã tiÕt dÞªn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp: k1.k2.Icp Itt Trong ®ã: k1 = 0,95: hÖ sè hiÖu chØnh khi thanh dÉn ®Æt n»m ngang. k2 = 0,9: hÖ sè hiÖu chØnh theo nhiÖt ®é. Itt = 219,5 A: dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña ph©n x­ëng. Tõ ®ã Icp = = 256,7 A VËy ta chän thanh dÉn cã tiÕt diÖn F = 75 mm2 víi Icp = 340 A. C60N NS400L C60N §L1 §L2 §L3 §L4 §L5 CS C60N C60N C60N NC100H Tñ ph©n phèi víi c¸c thiÕt bÞ: H×nh 3-2: S¬ ®å tñ ph©n phèi cña ph©n x­ëng. 2. Lùa chän c¸p tõ tñ ph©n phèi ®Õn c¸c tñ ®éng lùc. Ta chän c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng, nh­ng ë ®©y lµ m¹ng h¹ ¸p b¶o vÖ b»ng ¸pt«m¸t, ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng th× ngoµi ®iÒu kiÖn: khc.Icp Ilvmax ta cßn ph¶i phèi hîp ®iÒu kiÖn b¶o vÖ: khc.Icp Trong ®ã: khc = 1: HÖ sè hiÖu chØnh cho c¸p ch«n d­íi ®Êt theo tõng tuyÕn. Icp: Dßng ®iÖn ph¸t nãng l©u dµi cho phÐp, A Ilvmax: Dßng ®iÖn tÝnh to¸n cã thÓ cho 1 ®éng c¬, nhãm ®éng c¬ hoÆc cho c¶ ph©n x­ëng tuú theo vÞ trÝ d©y ®­îc chän. Ik®nhiÖt = 1,25.I®mA: Dßng ®iÖn khëi ®éng cña thiÕt bÞ c¾t m¹ch b»ng nhiÖt cña ¸pt«m¸t. ¸p dông c¸c ®iÒu kiÖn trªn ta chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi tñ ®éng lùc ta chän lo¹i c¸p ®ång c¸ch ®iÖn b»ng PVC do h·ng LENS s¶n xuÊt. · Chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi tñ ®éng lùc 1. Dßng ®iÖn tÝnh to¸n nhãm 1 lµ: Ittn1 = 25 A Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña ¸pt«m¸t A1 lµ: I®mA1 = 63 A khc.Icp Ilvmax = Ittn1 = 25 A khc.Icp = = = 52,5 A VËy víi khc = 1 th× dßng cho phÐp tho¶ m·n: Icp 25 A Icp 52,5 A Ta chän c¸p cã tiÕt diÖn F = 10 mm2 víi Icp = 87 A. · Chän c¸p tíi c¸c tñ ®éng lùc cßn l¹i. Ta chän c¸p t­¬ng tù nh­ chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi tñ ®éng lùc 1.KÕt qu¶ ghi trong b¶ng 3- 4. B¶ng 3- 4: KÕt qu¶ chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi c¸c tñ ®éng lùc. TuyÕn c¸p Itt, A Fc¸p, mm2 Icp, A Tñ PP - §L1 25 4G10 87 Tñ PP - §L2 53,4 4G10 87 Tñ PP - §L3 48,3 4G10 87 Tñ PP - §L4 73,5 4G10 87 Tñ PP - §L5 47,5 4G10 87 3. Chän tñ ®éng lùc. Chän tñ ®éng lùc cho c¸c nhãm phô t¶i cïng mét lo¹i, do h·ng SAREL cña Ph¸p chÕ t¹o. Tñ ®éng lùc cã 8 ®Çu ra vµ 1 ®Çu vµo cã c¸c lç g¸ hµn s½n ®Ó l¾p ®Æt c¸c ¸pt«m¸t. S¬ ®å cña tñ ®éng lùc: H×nh 3- 3: S¬ ®å tñ ®éng lùc 4. Chän c¸c thiÕt bÞ cho c¸c tñ ®éng lùc. Ta chän c¸c ¸pt«m¸t trong tñ ®éng lùc vµ d©y dÉn tõ tñ ®éng lùc tíi c¸c ®éng c¬, c¸c m¸y c«ng cô cã trong ph©n x­ëng. 4.1. Chän ¸pt«m¸t. - Chän ¸pt«m¸t tæng: chän ¸pt«m¸t tæng cña tñ ®éng lùc gièng víi ¸pt«m¸t nh¸nh ë tñ ph©n phèi cÊp cho tñ ®éng lùc. - Chän ¸pt«m¸t nh¸nh: Chän theo 2 ®iÒu kiÖn: I®mA Ilvmax = Itt = U®mA U®mm® NÕu ¸pt«m¸t b¶o vÖ cho mét nhãm ®éng c¬ th×: I®mA U®mA U®mm® 4.2. Chän d©y dÉn. D©y dÉn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng vµ kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn kÕt hîp víi thiÕt bÞ b¶o vÖ lµ ¸pt«m¸t. §iÒu kiÖn chän d©y: khc.Icp Ilvmax = Itt KiÓm tra víi ®iÒu kiÖn kÕt hîp thiÕt bÞ b¶o vÖ lµ ¸pt«m¸t: khc.Icp = TÊt c¶ d©y dÉn trong ph©n x­ëng chän lo¹i d©y c¸p h¹ ¸p víi 4 lâi, c¸ch ®iÖn b»ng PVC do h·ng LENS chÕ t¹o ®Æt trong èng s¾t kÝch th­íc 3/ 4'' vµ hÖ sè hiÖu chØnh khc = 0,95. 4.3. §èi víi tñ ®éng lùc 1: 4.3.1. Chän ¸pt«m¸t: · ¸pt«m¸t tæng: Ta chän ¸pt«m¸t lo¹i C60N gièng ¸pt«m¸t ë ®Çu ra cña tñ ph©n phèi · ¸pt«m¸t nh¸nh: C¸c ¸pt«m¸t nh¸nh chän do h·ng Merlin Gerin chÕ t¹o. Ø. Chän c¸p h¹ ¸p tõ TBA ®Õn c¸c ph©n x­ëng: C¸p h¹ ¸p ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp. §o¹n ®­êng c¸p ë ®©y còng rÊt ng¾n, tæn thÊt ®iÖn ¸p kh«ng ®¸ng kÓ, nªn cã thÓ bá qua kh«ng kiÓm tra l¹i theo ®iÒu kiÖn . b. S¬ ®å c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng. C¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng ®Òu ®Æt hai m¸y biÕn ¸p do ABB s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam. V× c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng ®Æt rÊt gÇn tr¹m ph©n phèi trung t©m nªn phÝa cao ¸p chØ cÇn ®Æt dao c¸ch ly vµ cÇu ch×. Dao c¸ch ly dïng ®Ó c¸ch ly m¸y biÕn ¸p khi cÇn söa ch÷a. CÇu ch× dïng ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch vµ qu¸ t¶i cho m¸y biÕn ¸p. PhÝa h¹ ¸p ®Æt ¸pt«m¸t tæng vµ c¸c ¸pt«m¸t nh¸nh, thanh c¸i h¹ ¸p ®­îc ph©n ®o¹n b»ng ¸pt«m¸t ph©n ®o¹n. §Ó h¹n chÕ dßng ng¾n m¹ch vÒ phÝa h¹ ¸p cña tr¹m vµ lµm ®¬n gi¶n viÖc b¶o vÖ ta lùa chän ph­¬ng thøc cho hai m¸y biÕn ¸p lµm viÖc ®éc lËp (¸pt«m¸t ph©n ®o¹n cña thanh c¸i h¹ ¸p th­êng ë tr¹ng th¸i c¾t). ChØ khi nµo mét m¸y biÕn ¸p bÞ sù cè míi sö dông ¸pt«m¸t ph©n ®o¹n ®Ó cÊp ®iÖn cho phô t¶i cña ph©n ®o¹n ®i víi m¸y biÕn ¸p bÞ sù cè. §Ó tiÖn lîi cho viÖc l¾p ®Æt, vËn hµnh vµ söa ch÷a ta sö dông chung mét lo¹i dao c¸ch ly cho tÊt c¶ c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng. Dßng ®iÖn tÝnh to¸n cho tr¹m cã c«ng suÊt lín nhÊt lµ: IttB1 = = = 92,02 (A). Chän tñ hîp bé lo¹i 8DH10 cña h·ng Siemens, dao c¸ch ly 3 vÞ trÝ, c¸ch ®iÖn b»ng SF6, kh«ng ph¶i b¶o tr×. B¶ng 4-16: Th«ng sè kü thuËt cña tñ ®Çu vµo 8DH10 Lo¹i tñ U®m, (kV) I®m (A) UchÞu ®ùng (kV) IN chÞu ®ùng 1s (kA) 8DH10 12 200 25 25 C¸c m¸y biÕn ¸p ®· chän ë ch­¬ng III lµ do h·ng ABB s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam ®· cã hiÖu chØnh vÒ nhiÖt ®é. Th«ng sè kü thuËt cña c¸c m¸y biÕn ¸p nh­ sau: B¶ng 4-17: Th«ng sè kü thuËt cña c¸c m¸y biÕn ¸p do ABB s¶n xuÊt. S®mB (kVA) UC (kV) UH (kV) (W) (W) UN % 1000 10 0,4 1750 13000 5,5 800 10 0,4 1400 10500 5,5 500 10 0,4 1000 7000 4,5 PhÝa h¹ ¸p ®Æt c¸c ¸pt«m¸t tæng vµ c¸c ¸pt«m¸t nh¸nh do h·ng MerlinGeirn (Ph¸p) s¶n xuÊt ®Æt trong vá tñ tù t¹o, sè ¸pt«m¸t tuú thuéc vµo sè m¸y biÕn ¸p ®Æt trong tr¹m. Víi tr¹m ®Æt hai m¸y biÕn ¸p th× ®Æt 5 tñ: 2 tñ ¸pt«m¸t tæng, 1 tñ ¸pt«m¸t ph©n ®o¹n vµ 2 tñ ¸pt«m¸t nh¸nh. S¬ ®å ®Êu nèi c¸c tr¹m cã hai m¸y biÕn ¸p: c. Lùa chän vµ kiÓm tra ¸pt«m¸t. ¸pt«m¸t tæng, ¸pt«m¸t ph©n ®o¹n vµ ¸pt«m¸t nh¸nh ®Òu chän dïng c¸c ¸pt«m¸t do h·ng Merlin Gerin chÕ t¹o. ¸pt«m¸t ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: * §èi víi ¸pt«m¸t tæng vµ ¸pt«m¸t ph©n ®o¹n. §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m.A U®m.m = 0,38 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m.A Ilvmax Víi Ilvmax = c. Lùa chän vµ kiÓm tra cÇu ch× cao ¸p tr¹m BAPX. Ø. Chän cÇu ch×. CÇu ch× lµ khÝ cô ®iÖn dïng ®Ó b¶o vÖ m¹ch ®iÖn khi ng¾n m¹ch hoÆc qu¸ t¶i. Thêi gian c¾t cña cÇu ch× phô thuéc vµo vËt liÖu lµm d©y ch¶y. CÇu ch× ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m CC U®m.m Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m CC Icb Dßng ®iÖn c¾t ®Þnh møc: I®m C IN Trong ®ã Icb lµ dßng ®iÖn c­ìng bøc ®­îc x¸c ®Þnh tuú thuéc vµo sè m¸y biÕn ¸p trong tr¹m. NÕu tr¹m mét m¸y biÕn ¸p th× Icb = 1,25.I®m B NÕu tr¹m hai m¸y biÕn ¸p th× Icb = 1,4. I®m B Do gi¸ thµnh cña cÇu ch× kh«ng lín nªn ta chän c¸c cÇu ch× cao ¸p cïng lo¹i dùa trªn c¸c ®iÒu kiÖn chän cÇu ch× víi dßng c­ìng bøc lín nhÊt vµ kiÓm tra l¹i theo ®iÒu kiÖn ng¾n m¹ch. C¸c tr¹m cña PX cã hai tr¹m biÕn ¸p. + M¸y cã S®m = 1000 kVA th× cã dßng c­ìng bøc lµ: Icb = 1,4.I®m B = = 80,83 (A) + M¸y cã S®m = 800 kVA th× cã dßng c­ìng bøc lµ: Icb = 1,4.I®m B = = 64,66 (A) + M¸y cã S®m = 500 kVA th× cã dßng c­ìng bøc lµ: Icb = 1,4.I®m B = = 40,42 (A) VËy dßng c­ìng bøc lín nhÊt lµ Icb.max = 80,83 A Ta chän cÇu ch× lo¹i 3GD1 220 - 3B víi c¸c th«ng sè: B¶ng 4-21: Th«ng sè cña cÇu ch×. Lo¹i cÇu ch× U®m CC (kV) I®m CC (A) IC¾t N (kA) IC¾t N min (A) 3GD1 220 - 3B 12 100 40 400 Ø. KiÓm tra cÇu ch×. §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m CC = 12 kV > U®m m = 10 kV. Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m CC  = 100 A > Icb max = 80,83 A Dßng c¾t ®Þnh møc: I®m C = 40 kA > INmax = 2.51 kA VËy cÇu ch× ®­îc chän tho¶ m·n. d. Lùa chän vµ kiÓm tra dao c¸ch ly cao ¸p. Ø. Chän dao c¸ch ly. NhiÖm vô chñ yÕu cña dao c¸ch ly lµ t¹o ra mét kho¶ng hë ®­îc tr«ng thÊy gi÷a bé phËn mang ®iÖn vµ bé phËn c¾t ®iÖn nh»m môc ®Ých ®¶m b¶o an toµn cho nh©n viªn söa ch÷a thiÕt bÞ khi lµm viÖc. §Ó dÓ dµng cho viÖc mua s¾m, l¾p ®Æt vµ thay thÕ ta sÏ dïng chung mét lo¹i dao c¸ch ly cho c¸c tr¹m biÕn ¸p. Dao c¸ch ly ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m DCL U®m m = 10 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m DCL Ilv max Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng cho phÐp: i®m ® ixk Ta chän dao c¸ch ly lo¹i 3DC do h·ng SIEMENS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè: B¶ng 4-22: Th«ng sè dao c¸ch ly. Lo¹i DCL U®m DCL (kV) I®m DCL (A) INt (kA) IN max (kA) 3DC 12 400 16 40 Ø. KiÓm tra dao c¸ch ly. §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m DCL = 12 kV > U®m m = 10 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®m DCL = 400( A) > Ilvmax = = 92,02 (A) Dßng ®iÖn æn ®Þnh ®éng cho phÐp: i®m ® = 40 (kA) > 6,36 (kA) VËy dao c¸ch ly chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. e. Lùa chän vµ kiÓm tra m¸y biÕn ®iÖn ¸p. Trªn mçi ph©n ®o¹n thanh gãp tr¹m ph©n phèi trung t©m ®Æt mét m¸y biÕn ®iÖn ¸p BU lo¹i 3 pha 5 trô 4MR12 cña h·ng SIEMENS chÕ t¹o. Th«ng sè kü thuËt cña m¸y biÕn ®iÖn ¸p cho trong b¶ng. B¶ng 4-23: Th«ng sè m¸y biÕn ®iÖn ¸p. Th«ng sè kü thuËt 4MR12 U®m (kV) 12 U chÞu ®ùng tÇn sè c«ng nghiÖp 1' (kV) 28 U chÞu ®ùng xung 1,2/50 (kV) 75 U1 ®m (kV) 11,5/ U2®m (V) 100/ T¶i ®Þnh møc (VA) 350 KiÓm tra l¹i theo ®iÒu kiÖn ®iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa s¬ cÊp cña BU U1®m BU = 12 kV > U®m m = 10 kV VËy m¸y biÕn ®iÖn ¸p tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. f. Lùa chän vµ kiÓm tra m¸y biÕn dßng ®iÖn. M¸y biÕn dßng BI ®­îc chän theo c¸c ®iÒu kiÖn: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®m BI U®m m Dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Þnh møc: I®m BI > Itt Itt = = = 62,55 (A) B¶ng 4-24: Th«ng sè kü thuËt cña m¸y biÕn dßng ®iÖn. Th«ng sè kü thuËt 4MA72 U®m (kV) 12 U chÞu ®ùng tÇn sè c«ng nghiÖp 1' (kV) 28 U chÞu ®ùng xung 1,2/50 (kV) 75 I1®m (A) 20 - 2500 I2®m (A) 1 hoÆc 5 I«® nhiÖt 1s (kA) 80 I«® ®éng (kA) 120 3.2 TÝnh ng¾n m¹ch phÝa h¹ ¸p cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc ®Ó kiÓm tra c¸p vµ ¸pt«m¸t. Khi tÝnh to¸n ng¾n m¹ch phÝa h¹ ¸p ta xem m¸y biÕn ¸p B6 lµ nguån (®­îc nèi víi hÖ thèng v« cïng lín) v× vËy ®iÖn ¸p trªn thanh c¸i cao ¸p cña tr¹m ®­îc coi lµ kh«ng thay ®æi khi ng¾n m¹ch, ta cã: IN = I'' = . Gi¶ thiÕt nµy sÏ lµm cho gi¸ trÞ dßng ng¾n m¹ch tÝnh to¸n ®­îc sÏ lín h¬n thùc tÕ nhiÒu bëi rÊt khã gi÷ ®­îc ®iÖn ¸p trªn thanh c¸i cao ¸p cña TBAPP kh«ng thay ®æi khi xÈy ra ng¾n mÆch sau MBA. Song nÕu víi dßng ng¾n m¹ch tÝnh to¸n nµy mµ c¸c thiÕt bÞ lùa chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng vµ æn ®Þnh nhiÖt th× chóng hoµn toµn cã thÓ lµm viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ. §Ó gi¶m nhÑ khèi l­îng tÝnh to¸n, ë ®©y ta sÏ chØ kiÓm tra víi tuyÕn c¸p cã kh¶ n¨ng xÈy ra sù cè nÆng nÒ nhÊt. Khi cÇn thiÕt cã thÓ kiÓm tra thªm c¸c tuyÕn c¸p cßn nghi vÊn, viÖc tÝnh to¸n còng ®­îc tiÕn hµnh t­¬ng tù. H×nh 4.2: S¬ ®å nguyªn lý H×nh 4.3: S¬ ®å thay thÕ 3.2.1. C¸c th«ng sè cña s¬ ®å thay thÕ: *§iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p: S®m = 500 kVA = 7,0 kW Un% = 4,5 RB = = = 4,48 m XB = = = 28,8 m * Thanh gãp tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng - TG1: C¸c thanh gãp ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn dßng ®iÖn ph¸t nãng cho phÐp: khc.Icp Icb = A Chän lo¹i thanh dÉn b»ng ®ång cã kÝch th­íc (100x10) mm2, mçi pha ghÐp 3 thanh víi Icp = 4650 A. KÝch th­íc: 100x10 mm2 mçi pha ghÐp ba thanh ChiÒu dµi: l = 1,2 m Kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc: D = 300 mm Tra PL 4.11 (TL1), t×m ®­îc: r0 = 0,020 m/m RTG1 = = 0,008 m x0 = 0,157 m/m XTG1 = = 0,0628 m * Thanh gãp trong tñ ph©n phèi - TG2: Chän theo ®iÒu kiÖn: khc.Icp Ittpx = 219,5 A (lÊy khc = 1) Chän lo¹i thanh c¸i b»ng ®ång cã kÝch th­íc: 30x3 mm2 víi Icp = 405 A ChiÒu dµi: l = 1,2 m Kho¶ng c¸ch trung b×nh h×nh häc: D = 300 mm Tra PL 4.11 (TL1), t×m ®­îc: r0 = 0,223 m/m RTG2 = r0.l = 0,223.1,2 = 0,2676 m x0 = 0,235 m/m XTG2 = x0.l = 0,235.1,2 = 0,282 m * §iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng cña apt«m¸t Tra PL 3.12 vµ PL 3.13 (TL1) t×m ®­îc: · ¸pt«mat lo¹i C10001N: RA1 = 0,11 m XA1 = 0,08 m · ¸pt«mat lo¹i NS400L: RA2 = 0,15 m XA2 = 0,1 m RT2 = 0,4 m · ¸pt«mat lo¹i NC100H: RA3 = 1,3 m XA3 = 0,86 m RT3 = 0,75 m * C¸p tiÕt diÖn 3x95 + 50 mm2 - C1: ChiÒu dµi: l = 85 m. Tra PL 4.28 (TL1), t×m ®­îc: r0 = 0,193 m/m RC1 = r0.l = 0,193.85 = 16,41 m x0 = 0,06 m/m XC1 = x0.l = 0,06.85 = 5,1 m * C¸p tiÕt diÖn 4G - 10 mm2 - C2: ChiÒu dµi: l = 50 m. Tra PL 4.29 (TL1), t×m ®­îc: r0 = 1,83 m/m RC2 = r0.l = 1,83.50 = 91,5 m x0 = 0,07 m/m XC2 = x0.l = 0,07.50 = 3,5 m 3.2.2. TÝnh to¸n ng¾n m¹ch vµ kiÓm tra c¸c thiÕt bÞ ®· chän: a. TÝnh ng¾n m¹ch t¹i N1: 22,1 m = 28,8 + 0,08 + 2.0,1 + 5,1 = 34,18 m = = 40,7 m IN1 = = 5,67 kA ixk1 = kA · KiÓm tra ¸pt«m¸t. Lo¹i C10001N cã Ic¾t N = 25 kA Lo¹i NS400L cã Ic¾t N = 50 kA VËy c¸c ¸pt«m¸t ®· chän ®Òu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. · KiÓm tra c¸p tiÕt diÖn 3x95 + 50 mm2: TiÕt diÖn æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p F = 6.5,67. = 18,64 mm2 VËy chän c¸p 3x95 + 50 mm2 lµ hîp lý. b. TÝnh ng¾n m¹ch t¹i N2: = +2.RA3 + 2.RT3 + RTG2 + RC2 = 22,1 + 2.1,3 + 2.0,75 + 0,2672 + 91,5 = 117,96 m = + 2.XA3 + XTG2 + XC2 = 40,7 + 2.0,86 + 0,282 + 3,5 = 46,2 m = = 126,7 m IN2 = ixk2 = kA · KiÓm tra ¸pt«m¸t: Lo¹i NC100H cã IN = 6 kA VËy ¸pt«m¸t ®· chän ®Òu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®éng. · KiÓm tra c¸p tiÕt diÖn 4G10 mm2: TiÕt diÖn æn ®Þnh nhiÖt cña c¸p F = 6.1,83. = 5,9 mm2 VËy chän c¸p 4G10 lµ hîp lý. KÕt luËn: C¸c thiÕt bÞ ®· lùa chän cho m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc ®Òu tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt cÇn thiÕt. PhÇn II. ThiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc Ch­¬ng 1 Kh¸i niÖm vÒ ¸nh s¸ng I. Kh¸i niÖm chung vÒ ¸nh s¸ng. 1. Sãng ®iÖn tõ. Ta gäi bøc x¹ ®iÖn tõ cña mét vËt lµ hiÖn t­îng lan truyÒn ®ång thêi theo ®­êng th¼ng cña ®iÖn tr­êng biÓu diÔn b»ng vÐct¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng vµ tõ tr­êng biÓu diÔn b»ng vÐct¬ tõ c¶m , chóng cã c¸c tÝnh chÊt sau ®©y: + Sù ph©n bè tr­êng theo ph­¬ng truyÒn ký hiÖu lµ xoay chiÒu h×nh sin cã b­íc sãng vµ tiÕn hµnh trong hai mÆt ph¼ng vu«ng gãc sao cho , , t¹o nªn mét tam diÖn thuËn. + C¸c biªn ®é cña tr­êng t¹i mäi thêi ®iÓm tû lÖ nghÞch víi kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®ã ®Õn nguån ph¸t. + Sù ph©n bè ®iÖn tr­êng tõ ë xa nguån cã biªn ®é suy gi¶m, cã vËn tèc phô thuéc vµo m«i tr­êng truyÒn sãng, cßn gäi lµ vËn tèc truyÒn hay vËn tèc pha. Do vËy ë mét thêi ®iÓm ®· cho trong kh«ng gian tr­êng ®iÖn tö cã tÇn sè giao ®éng . Mét nguån bøc x¹ bÊt kú ph¸t ra v« sè bøc x¹: + Sè ph­¬ng xung quanh nguån lµ v« h¹n. + Víi mçi ph­¬ng cã v« sè mÆt ph¼ng cã thÓ chøa vµ . + Trong mçi cÆp mÆt ph¼ng chøa vµ cã v« sè sãng ®iÖn tõ gäi lµ "sãng ph¼ng" cã b­íc sãng . Khi ®ã, vËn tèc truyÒn sãng lµ: C = (m/s) NÕu trong m«i tr­êng kh«ng khÝ C = 3.108 (m/s) Khi ®· cã vËn tèc truyÒn sãng, ng­êi ta còng chøng minh ®­îc lµ n¨ng l­îng ®iÖn tõ truyÒn t¶i cã quan hÖ víi c¸c tÝch vÐct¬ vµ ®­îc thÓ hiÖn b»ng l­îng ®iÖn tö h÷u h¹n tu©n theo c¸c quy luËt c¬ häc l­îng tö. Cã thÓ nãi mét c¸ch ®¬n gi¶n r»ng sãng ®iÖn tõ truyÒn c¸c "h¹t" nhá n¨ng l­îng gäi lµ c¸c ph«t«n n¨ng l­îng. N¨ng l­îng: W = h. Trong ®ã: h: lµ h»ng sè Blank lÊy b»ng 6,6.10-34 J/Hz 2. Kh¸i niÖm vÒ ¸nh s¸ng. Mäi vËt ®Òu bøc x¹ ra kh«ng gian mét n¨ng l­îng nhÊt ®Þnh d­íi d¹ng sãng cña ®iÖn tõ. N¨ng l­îng ®ã ph¸t sinh ra do sù dao ®éng cña c¸c phÇn tö vËt chÊt cÊu t¹o nªn vËt. Khi c¸c ph©n tö hay nguyªn tö bÞ kÝch thÝch c¸c ®iÖn tö (electron) cña chóng sÏ thay ®æi møc n¨ng l­îng kh¸c, ®ång thêi gi¶i phãng n¨ng l­îng d­íi d¹ng sãng ®iÖn tõ vµ c¸c h¹t ph«t«n. C¸c bøc x¹ cña mét vËt ph¸t ra cã tÊt c¶ c¸c b­íc sãng tõ 0 ®Õn v« cïng, nh­ng thùc nghiÖm ®· x¸c ®Þnh ®­îc r»ng chØ c¸c bøc x¹ cã b­íc sãng n»m trong d¶i ­u tiªn hÑp tõ 380 nm ¸ 760 nm míi cã t¸c dông lªn tÕ bµo thÇn kinh vâng m¹c vµ g©y ra c¶m gi¸c nh×n thÊy cña m¾t ng­êi cßn gäi lµ ¸nh s¸ng nh×n thÊy. Nh­ vËy, ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc lµ nh÷ng sãng ®iÖn tõ cã mang theo n¨ng l­îng. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ta chØ quan t©m ®Õn d¶i ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc mµ th«i. II. Phæ cña ¸nh s¸ng. N¨ng l­îng cña ¸nh s¸ng ph©n bè kh«ng ®Òu cho tõng b­íc sãng, ®ång thêi g©y c¶m gi¸c cho m¾t ng­êi cña tõng lo¹i bøc x¹ kh¸c nhau. NghÜa lµ mçi b­íc sãng x¸c ®Þnh sÏ g©y ra trong m¾t ng­êi mét c¶m gi¸c mµu s¾c nhÊt ®Þnh. Ng­êi ta còng ®· chøng minh ®­îc r»ng phæ cña c¸c b­íc sãng ¸nh s¸ng gåm 7 mµu s¾c kh¸c nhau tõ cËn mµu tÝm t­¬ng øng víi b­íc sãng = 780 nm. Gi÷a c¸c mµu nµy kh«ng cã ranh giíi râ rÖt, do ®ã phæ ¸nh s¸ng thÊy ®­îc lµ phæ liªn tôc. Trong quang phæ cña ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc, m¾t ta nhËy c¶m nhiÒu nhÊt ®èi víi ¸nh s¸ng cã b­íc sãng = 550 nm. Cßn víi hai cËn tÝm mµu vµ mµu ®á t­¬ng øng víi c¸c b­íc sãng = 380 nm vµ = 780 nm th× m¾t ta hÇu nh­ kh«ng cã t¸c dông g©y c¶m gi¸c s¸ng. V× vËy, trong thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cÇn chó ý tíi ®Æc ®iÓm nµy ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn ¸nh s¸ng phï hîp víi ho¹t ®éng cña m¾t. Khi nghiªn cøu vÒ y häc, ng­êi ta ®· c«ng nhËn m¾t ng­êi lµ mét bé phËn thu " th«ng d¶i" rÊt tinh vi, h¬n n÷a m¾t cã nhËy c¶m mµu ®i tõ mµu tÝm ®Õn mµu ®á t­¬ng øng víi mçi b­íc sãng cña d¶i 380 ¸ 780 nm. Sù nhËy c¶m nµy thay ®æi theo tõng ng­êi vµ ®· ®­îc Uû ban quèc tÕ vÒ chiÕu s¸ng (C.I.E) m· ho¸ ®­a ra c¸c giíi h¹n cùc ®¹i cña phæ mµu: 380 nm 439 nm 498 nm 568 nm 592 nm 631 nm 760 nm Tö ngo¹i TÝm 412 max Xanh da trêi 470 Xanh l¸ c©y 515 Vµng 577 Da cam 600 §á 673 Hång ngo¹i III. §é nh¹y cña m¾t víi ¸nh s¸ng. NÕu ®¸nh gi¸ nh¹y c¶m th× thu nhËn cña m¾t ®èi víi ¸nh s¸ng cã b­íc sãng = 550 nm lµ ®¬n vÞ th× c¶m gi¸c thu nhËn cña m¾t ®èi víi ¸nh s¸ng mµu kh¸c sÏ ®­îc biÓu thÞ b»ng mét sè nhá h¬n 1 gäi lµ ®« nh¹y K ®èi víi ¸nh s¸ng mµu ®á. §é nh¹y t­¬ng ®èi K víi ¸nh s¸ng cã b­íc sãng nµo ®ã ®­îc ®Þnh nghÜa lµ tû sè gi÷a th«ng l­îng bøc x¹ cña ¸nh s¸ng mµu = 550 nm víi th«ng l­îng bøc x¹ t­¬ng ®­¬ng víi ¸nh s¸ng b­íc sãng ®ang xÐt. Th«ng l­îng t­¬ng ®­¬ng ë ®©y cã nghÜa lµ th«ng l­îng cã ®é lín cÇn thiÕt ®Ó g©y cho m¾t cã c¶m gi¸c vÒ ®é s¸ng t­¬ng ®­¬ng víi c¶m gi¸c do th«ng l­îng cña ¸nh s¸ng mµu cã b­íc sãng = 550 nm. K = Trong ®ã: F550: th«ng l­îng cña ¸nh s¸ng cã b­íc sãng = 550 nm. F: th«ng l­îng cña ¸nh s¸ng cã b­íc sãng cÇn t×m. IV. C¸c ®¹i l­îng ®o ¸nh s¸ng. Kh¸i niÖm vÒ quang th«ng lµ kh¸i niÖm ®Çu tiªn mµ con ng­êi thÊy ®­îc lµ ¸nh s¸ng ngän nÕn vµ ®Ìn m¨ng song kh«ng cho cïng mét l­îng s¸ng. Nh­ng kh¸i niÖm nµy kh«ng nªu nªn bÊt kú sù ph©n bè ¸nh s¸ng nµo ®ã trong c¸c miÒn kh¸c nhau cña kh«ng gian chiÕu s¸ng, h¬n n÷a nã kh«ng thÓ ®o ®­îc. §iÒu nµy thóc ®Èy nhµ vËt lý Lambert ë thÕ kû 18 ®· ®­a ra c¸c c¬ së cña phÐp ®o ¸nh s¸ng dùa trªn c¬ së quang häc, h×nh häc vµ sinh lý häc. 1. Gãc khèi (). Gãc khèi lµ phÇn kh«ng gian h×nh nãn cã ®Ønh n»m t¹i t©m cña nguån s¸ng vµ cã ®­êng sinh tùa trªn chu vi cña mÆt ®­îc chiÕu s¸ng. Ta gi¶ thiÕt r»ng cã mét nguån s¸ng cã ®Æt tai t©m O cña mét h×nh cÇu rçng cã b¸n kÝnh R vµ ký hiÖu S lµ nguyªn tè mÆt cña h×nh cÇu nµy. H×nh nãn ®Ønh O c¾t S trªn h×nh cÇu biÓu diÔn gãc khèi , nguån s¸ng nh×n mÆt S d­íi gãc ®ã. Gãc khèi ®­îc ®Þnh nghÜa lµ tû sè cña diÖn tÝch S víi b×nh ph­¬ng cña b¸n kÝnh R: = Ta cã gi¸ trÞ cùc ®¹i cña gãc khèi khi tõ t©m O ta ch¾n c¶ kh«ng gian, tøc lµ toµn bé mÆt cÇu: = = = 4. §¬n vÞ cña gãc khèi lµ Stera®ian, ký hiÖu lµ Sr. VËy 1 Sr lµ mét gãc khèi cã ®Ønh t¹i t©m cña mÆt cÇu t­ëng t­îng ch¾n trªn mét mÆt cÇu cã diÖn tÝch b»ng b×nh ph­¬ng b¸n kÝnh mÆt cÇu ®ã. 2. C­êng ®é s¸ng - (Cd). Lµ ®¹i l­îng míi nhÊt ®­a vµo hÖ ®¬n vÞ SI hîp lý ho¸ tõ kh¸i niÖm vÒ quang th«ng. XÐt mét nguån s¸ng O gëi ¸nh s¸ng lªn mét mÆt S nµo ®ã. kh«ng ph¶i mäi vÞ trÝ nµo trªn mÆt ph¼ng ®ã ®Òu nhËn ®­îc ¸nh s¸ng nh­ nhau, v× quang th«ng cña nguån s¸ng ph¸t ra theo tõng ph­¬ng kh«ng ®ång ®Òu do cÊu tróc cña nguån s¸ng kh«ng ®èi xøng ( nguån s¸ng trong thùc tÕ kh«ng ph¶i lµ nguån ®iÓm). V× vËy, ®Ó ®Æc tr­ng cho sù ph©n bè nhiÒu hay Ýt quang th«ng theo tõng ph­¬ng cña nguån s¸ng ng­êi ta ®­a ra kh¸i niÖm c­êng ®é ¸nh s¸ng. Nh­ vËy, c­êng ®é ¸nh s¸ng cña mét nguån s¸ng theo mét ph­¬ng nµo ®ã lµ quang th«ng mµ nguån göi ®i trong mét ®¬n vÞ gãc khèi n»m theo ph­¬ng Êy. Gäi lµ c­êng ®é ¸nh s¸ng cña nguån theo ph­¬ng nµo ®ã th× ta cã: = Trong ®ã: : lµ vi ph©n cña quang th«ng göi ®i trong 1 gãc khèi d theo ph­¬ng . §¬n vÞ ®o c­êng ®é ¸nh s¸ng lµ Cendela, ký hiÖu lµ Cd. 1Cd = Cendela lµ c­êng ®é s¸ng theo mét ph­¬ng ®· cho cña nguån ph¸t mét bøc x¹ ®¬n s¾c cã tÇn sè 540.1012 Hz (= 550 nm) vµ c­êng ®é n¨ng l­îng theo ph­¬ng nµy lµ 1/683 (W/Sr). Nh­ vËy, c­êng ®é s¸ng lµ mËt ®é khèi cña quang th«ng theo nh÷ng ph­¬ng x¸c ®Þnh. 3. Quang th«ng - F (Lm). Lumen lµ quang th«ng do nguån ph¸t ra trong mét gãc më b»ng mét Steridian. §¬n vÞ cña c­êng ®é s¸ng lµ Cendela do nguån ph¸t ra theo mäi h­íng t­¬ng øng víi ®¬n vÞ quang th«ng lµ Lumen. Do ®ã, nÕu ta biÕt ®­îc sù ph©n bè c­êng ®é s¸ng cña mét nguån trong kh«ng gian ta cã thÓ biÕt ®­îc quang th«ng cña nguån. Tr­êng hîp ®Æc biÖt nh­ng th­êng gÆp khi c­êng ®é bøc x¹ I kh«ng phô thuéc vµo ph­¬ng th× quang th«ng lµ: F dF = 4..I 4. §é räi - E (Lux). §é räi lµ mËt ®é quang th«ng r¬i trªn mét bÒ mÆt, cã ®¬n vÞ lµ Lux E = (Lux) hay 1 Lux = Khi sù chiÕu s¸ng trªn bÒ mÆt kh«ng ®Òu nªn tÝnh trung b×nh sè h×nh häc ë c¸c ®iÓm kh¸c nhau ®Ó tÝnh ®é räi trung b×nh. Mét sè gi¸ trÞ th«ng th­êng khi chiÕu s¸ng tù nhiªn hay nh©n t¹o: + Ngoµi trêi buæi tr­a, trêi n¾ng: 100 000 lux + Trêi cã m©y : 2000 ¸ 10 000 lux + Tr¨ng trßn : 0,25 lux + Phßng lµm viÖc : 400 ¸ 600 lux + Nhµ ë : 159 ¸ 300 lux + Phè ®­îc chiÕu s¸ng : 20 ¸ 50 lux Kh¸i niÖm vÓ ®é räi cßn liªn quan tíi vÞ trÝ cña mÆt ®­îc chiÕu s¸ng. Ta coi mét nguån s¸ng ®iÓm O bøc x¹ tíi mét mÆt nguyªn tè dS ë c¸ch O mét kho¶ng R, cã c­êng ®é s¸ng I. Gäi lµ gãc hîp bëi ph¸p tuyÕn cña dS víi ph­¬ng R. Gãc khèi d ch¾n trªn mét h×nh cÇu b¸n kÝnh R mét diÖn tÝch lµ dS .cos. d = Ta cã: E = BiÓu thøc nµy ®óng víi c¸c nguyªn tè bÒ mÆt chøng tá r»ng ®é räi thay ®æi víi ®é nghiªng t­¬ng ®èi cña bÒ mÆt vµ tû lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch. 5. §é chãi - L (Cd/m2). C¸c vËt ®­îc chiÕu s¸ng nãi chung ph¶n x¹ ¸nh s¸ng mét c¸ch kh¸c nhau vµ t¸c ®éng nh­ 1 nguån s¸ng thø cÊp ra c­êng ®é s¸ng kh¸c nhau theo mäi h­íng. §Ó ®Æc tr­ng cho quan hÖ cña nguån kÓ c¶ nguån s¬ cÊp lÉn nguån thø cÊp ®èi víi m¾t cÇn ph¶i thªm vµo c­êng ®é s¸ng c¸ch xuÊt hiÖn ¸nh s¸ng. Quan hÖ nµy ®­îc minh ho¹ b»ng vÝ dô sau: Mét ®Ìn sîi ®èt 40 W thùc tÕ ph¸t ra cïng mét quang th«ng, do ®ã c­êng ®é s¸ng theo mäi h­íng dï bãng ®Ìn thuû tinh trong hay thuû tinh mê. Tuy nhiªn ®èi víi m¾t, nã xuÊt hiÖn mét c¸ch kh¸c nhau, chãi m¾t h¬n ®èi víi bãng ®Ìn thuû tinh trong. Ng­êi ta ®Þnh nghÜa ®é chãi L trong mét ph­¬ng cho tr­íc lµ tû sè cña c­êng ®é s¸ng dI theo ph­¬ng nµy trªn diÖn tÝch biÓu kiÕn cña dS. L = (Cd/m2) §é chãi ®ãng vai trß c¬ b¶n trong kü thuËt chiÕu s¸ng, nã lµ c¬ së cña c¸c kh¸i niÖm vÒ tri gi¸c vµ thÞ gi¸c. Ch­¬ng 2 ThiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc I. Yªu cÇu c¬ b¶n khi thiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng. ¸nh s¸ng lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ë c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. §Ó ®¶m b¶o s¶n xuÊt, ®¶m b¶o chÊt l­îng s¶n phÈm ®­îc tèt, n¨ng suÊt lao ®éng cao, ®¶m b¶o an toµn cho c«ng nh©n th× ngoµi ¸nh s¸ng tù nhiªn cÇn cã mét hÖ thèng chiÕu s¸ng nh©n t¹o trong PX. ChiÕu s¸ng nh©n t¹o b»ng ®iÖn hiÖn nay ®­îc sö dông réng r·i, bëi v× chiÕu s¸ng b»ng ®iÖn cã rÊt nhiÒu ­u ®iÓm: thiÕt bÞ ®¬n gi¶n, sö dông thuËn tiÖn, gi¸ thµnh rÎ, t¹o ®­îc ¸nh s¸ng gÇn víi ¸nh s¸ng tù nhiªn. Víi tÇm quan träng ®ã vÊn ®Ò chiÕu s¸ng ®· ®­îc nghiªn cøu trªn nhiÒu lÜnh vùc chuyªn s©u nh­: nguån s¸ng, chiÕu s¸ng c«ng nghiÖp, chiÕu s¸ng c«ng céng v v ... ë ®©y, trong yªu cÇu thiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng ta chØ quan t©m ®Õn chiÕu s¸ng c«ng nghiÖp. Khi thiÕt kÕ chiÕu s¸ng ®iÒu quan träng nhÊt lµ ph¶i ®¸p øng ®­îc nhu cÇu vÒ ®é räi vµ hiÖu qu¶ cña chiÕu s¸ng ®èi víi thÞ gi¸c. Ngoµi ®é räi, hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng cßn phô thuéc vµo quang th«ng, mÇu s¾c ¸nh s¸ng, sù lùa chän hîp lý c¸c chao ®Ìn, sù bè trÝ chiÕu s¸ng võa ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ, mü quan. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: · Kh«ng bÞ lo¸ m¾t: V× víi c­êng ®é s¸ng m¹nh mÏ sÏ lµm cho m¾t cã c¶m gi¸c lo¸, thÇn kinh bÞ c¨ng th¼ng, thÞ gi¸c mÊt chÝnh x¸c. · Kh«ng lo¸ do ph¶n x¹: ë mét sè vËt c«ng t¸c cã cã tia ph¶n x¹ kh¸ m¹nh vµ trùc tiÕp. Do ®ã, khi bè trÝ ®Ìn cÇn ph¶i tr¸nh hiÖn t­îng nµy. · Kh«ng cã bãng tèi: ë n¬i s¶n xuÊt c¸c ph©n x­ëng kh«ng nªn cã bãng tèi mµ ph¶i s¸ng ®ång ®Òu, cã thÓ quan s¸t ®­îc toµn bé ph©n x­ëng. Muèn khö c¸c bãng tèi côc bé th­êng sö dông bãng mê vµ treo cao ®Ìn. · §é räi yªu cÇu ph¶i ®ång ®Òu: Nh»m môc ®Ých khi quan s¸t tõ vÞ trÝ nµy sang vÞ trÝ kh¸c m¾t ng­êi kh«ng ®­îc ®iÒu tiÕt qu¸ nhiÒu, g©y mái m¾t. · Ph¶i t¹o ®­îc ¸nh s¸ng gièng ¸nh s¸ng ban ngµy: §Ó thÞ gi¸c ®¸nh gi¸ ®­îc chÝnh x¸c. II. C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n chiÕu s¸ng. 1. Ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông. Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó sö dông tÝnh chiÕu s¸ng chung, kh«ng chó ý ®Õn hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng vµ vËt c¶nh. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lín h¬n 10 m2, kh«ng thÝch hîp ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng côc bé vµ chiÕu s¸ng ngoµi trêi. Theo ph­¬ng ph¸p nµy th× quang th«ng ®­îc x¸c ®Þnh: F = Trong ®ã: F: quang th«ng cña mçi ®Ìn, lm E: ®é räi, lx S : diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng, m2 k: hÖ sè dù tr÷ n: sè bãng ®Ìn sö dông trong ph©n x­ëng ksd: hÖ sè sö dông cña ®Ìn, phô thuéc vµo lo¹i ®Ìn vµ ®iÒu kiÖn cña ph¶n x¹ phßng. Khi tra b¶ng ®Ó t×m hÖ sè sö dông ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc mét trÞ sè gäi lµ chØ sè cña phßng. ChØ sè cña phßng ®­îc tÝnh: Víi: a, b: chiÒu dµi vµ chiÒu réng phßng, m H: kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn mÆt c«ng t¸c, m Z: hÖ sè tÝnh to¸n, phô thuéc vµo lo¹i ®Ìn vµ tû sè , víi L lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn, Z = 2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh theo tõng ®iÓm. Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng cã yªu cÇu quan träng vµ khi tÝnh kh«ng quan t©m ®Õn hÖ sè ph¶n x¹. §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ng­êi ta coi ®Ìn lµ mét ®iÓm s¸ng ®Ó ¸p dông ®­îc luËt b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch. Trong ph­¬ng ph¸p nµy ta ph¶i ph©n biÖt ®Ó tÝnh ®é räi cho 3 tr­êng hîp ®iÓn h×nh: 2.1 TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng n»m ngang, Eng. 2.2 TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng th¼ng ®øng, E®. E® 2.3. TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng nghiªng mét gãc q, Engh. Engh = Eng.(cosq + tg.sinq) Trong ®ã: tg = : tra trong sæ tay øng víi c¸c lo¹i ®Ìn. 3. Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng. Ph­¬ng ph¸p nµy thÝch hîp ®Ó tÝnh to¸n chiÕu s¸ng cho c¸c phßng nhá hoÆc chØ sè phßng nhá h¬n 0,5 yªu cÇu tÝnh to¸n kh«ng cÇn ®é chÝnh x¸c cao. Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng nµy cã hai c¸ch: 3.1. C¸ch 1. Ph­¬ng ph¸p nµy thÝch hîp khi thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n s¬ bé. Sö dông ph­¬ng ph¸p nµy chØ cÇn x¸c ®Þnh c«ng suÊt ¸nh s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch (W/m2) theo tõng yªu cÇu chiÕu s¸ng kh¸c nhau, sau ®ã nh©n víi diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng ta sÏ ®­îc c«ng suÊt tæng. C«ng suÊt tæng: Ptæng = p.S (W) Trong ®ã: p: c«ng suÊt tæng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch, W/m2 S: diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng, m2 3.2. C¸ch 2. C¸ch nµy chñ yÕu dùa vµo b¶ng sè ®· tÝnh to¸n s½n víi c«ng suÊt 10W mét mÐt vu«ng. Khi thiÕt kÕ nÕu lÊy ®é räi phï hîp víi ®é räi trong b¶ng ®· tÝnh s½n th× kh«ng ph¶i hiÖu chØnh. NÕu kh¸c nhau th× ph¶i hiÖu chØnh theo biÓu thøc: p = Trong ®ã: p: c«ng suÊt trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch, W/m2 Emin:®é räi tèi thiÓu cÇn cã E: ®é räi tra b¶ng tÝnh s½n víi tiªu chuÈn 10 W/m2 k: hÖ sè an toµn Sau khi tÝnh ®­îc p ta t×m ®­îc c«ng suÊt ®Æt: P® = p.S víi S lµ diÖn tÝch cña phßng Sè l­îng ®Ìn n = víi P lµ c«ng suÊt mçi ®Ìn mµ ta chän, W 4. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n víi ®Ìn huúnh quang. §Ìn huúnh quang th­êng dïng ®Ó chiÕu s¸ng chung, ®Ìn huúnh quang cã ­u ®iÓm lµ c«ng suÊt tiªu thô Ýt nh­ng ®é räi kh«ng cao, ¸nh s¸ng dÞu m¸t. Gi¶ thiÕt r»ng nguån s¸ng song song víi mÆt ph¼ng kh¶o s¸t. §é räi t¹i M x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: E = Trong ®ã: : lµ c­êng ®é ¸nh s¸ng cña mét th­íc nguån quang r: lµ cù ly nguån s¸ng ®Õn ®iÓm M h: ®é treo cao cña bãng so víi mÆt c«ng t¸c : gãc gi÷a h vµ r l: chiÒu dµi nguån quang. III. Yªu cÇu cña m¹ng ®iÖn chiÕu s¸ng. · Víi hÖ thèng cÊp ®iÖn cho sinh ho¹t, chiÕu s¸ng ®­îc cÊp chung víi m¹ng ®iÖn cÊp cho c¸c phô t¶i kh¸c. Víi hÖ thèng cÊp ®iÖn cho x­ëng m¸y, nªn ®Ó cho hÖ thèng chiÕu s¸ng ®i theo m¹ng riªng ( ®­êng d©y riªng, tñ ®iÖn riªng), tr¸nh cho viÖc ®ãng më ®éng c¬ lµm dao ®éng ®iÖn ¸p lín trªn cùc ®Ìn. · §é lÖch ®iÖn ¸p m¹ng ®éng lùc cho phÐp ± 5% U®m, ®èi víi m¹ng chiÕu s¸ng chØ cho phÐp ± 2,5% U®m. · Tñ chiÕu s¸ng nªn dïng ¸pt«m¸t (tæng vµ nh¸nh) ®Ó khi mÊt ®iÖn cã thÓ ®ãng trë l¹i nhanh, kh«ng mÊt thêi gian thay d©y ch×. · Tñ, b¶ng chiÕu s¸ng nªn ®Æt ë gÇn cöa ra vµo cña nhµ x­ëng, phßng lµm viÖc. · T¹i c¸c nhµ x­ëng, ngoµi chiÕu s¸ng lµm viÖc cßn cÇn thiÕt kÕ chiÕu s¸ng sù cè ®Ò phßng trong tr­êng hîp mÊt ®iÖn l­íi. Nguån chiÕu s¸ng sù cè th­êng lµ c¸c bé ¾cquy 12V, 24V, 36V chØ nh»m chiÕu s¸ng an toµn cho c«ng nh©n vËn hµnh khi mÊt ®iÖn l­íi. · Lùa chän ¸pt«m¸t cho tñ chiÕu s¸ng còng nh­ lùa chän ¸pt«m¸t cho m¹ng ®éng lùc. · Lùa chän d©y dÉn, c¸p cho m¹ng chiÕu s¸ng còng chän theo dßng ph¸t nãng cho phÐp vµ kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn kÕt hîp b¶o vÖ: + NÕu b¶o vÖ b»ng cÇu ch×: k.Icp + NÕu b¶o vÖ b»ng ¸pt«m¸t: k.Icp · CÇn hÕt søc chó ý viÖc ph©n pha cho ®Òu, tr¸nh tr­êng hîp ®iÖn ¸p qu¸ chªnh lÖch trªn ®Çu cùc ®Ìn ë ®Çu vµ cuèi ®­êng d©y. IV. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc 1. x¸c ®Þnh sè l­îng vµ c«ng suÊt cña bãng ®Ìn. Ph©n x­ëng lµ ph©n x­ëng s¶n xuÊt cã bôi bÆm, vµ cã ®é chãi gi÷a dông cô s¶n xuÊt nªn ph©n x­ëng cÇn cã ¸nh s¸ng thËt, æn ®Þnh, kh«ng g©y mái m¾t cho ng­êi s¶n xuÊt ... V× nh÷ng ®Æc ®iÓm ®ã ta chän bãng ®Ìn d©y tãc lo¹i ®Ìn v¹n n¨ng ®Ó chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng. Bãng ®Ìn d©y tãc cã ­u ®iÓm lµ ph¸t ra ¸nh s¸ng thËt, Ýt bÞ nh¹y c¶m víi sù thay ®æi cña ®iÖn ¸p, ¸nh s¸ng kh«ng g©y mái m¾t, ®Ìn cã gi¸ thµnh rÎ, cã hÖ sè c«ng suÊt cos cao. §Ó gi¶m ®é t­¬ng ph¶n, ®¶m b¶o ®é räi ®ång ®Òu trªn toµn diÖn tÝch ta dïng hÖ thèng chiÕu s¸ng víi c¸ch bè trÝ ®Ìn ë bèn gãc. H×nh 2.1: S¬ ®å bè trÝ ®Ìn 2. TÝnh chän c«ng suÊt ®Ìn. V× chiÕu s¸ng chung nªn ta dïng ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông (ph­¬ng ph¸p quang th«ng) ®Ó tÝnh chän c«ng suÊt cho ®Ìn. F = Trong ®ã: F: quang th«ng cña mçi ®Ìn, lm E: ®é räi, lx S: diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng, m2 k: hÖ sè dù tr÷ n: sè bãng ®Ìn sö dông trong ph©n x­ëng ksd: hÖ sè sö dông cña ®Ìn, phô thuéc vµo lo¹i ®Ìn vµ ®iÒu kiÖn cña ph¶n x¹ phßng. Ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc cã chiÒu dµi a = 75 m vµ chiÒu réng b = 85 m víi tæng diÖn tÝch S = 6375 m2 C¸c b­íc thùc hiÖn: H×nh 2-2: §é treo cao cña ®Ìn Trong ®ã H: kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn tíi mÆt c«ng t¸c, m hlv: ®é cao cña mÆt c«ng t¸c so víi nÒn nhµ, m hc: kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn trÇn, m C¨n cø vµo ®é cao cña nhµ x­ëng 6,5 (m), ®é cao cña mÆt c«ng t¸c so víi nÒn nhµ hlv = 0,8 (m) vµ ®Ìn cao c¸ch trÇn hc = 0,7 (m) ta x¸c ®Þnh ®­îc kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn tíi mÆt c«ng t¸c: H = 6,5 - hlv - hc = 6,5 - 0,8 = 5,7(m) Tra b¶ng víi ®Ìn v¹n n¨ng ®­îc trÞ sè = 1,8 lµ thÝch hîp. Kho¶ng c¸h gi÷a c¸c ®Ìn lµ: L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m) Dùa vµo chiÒu dµi, chiÒu réng cña ph©n x­ëng ta chän L = 5 (m). Do vËy, ta bè trÝ ph©n x­ëng 1275 bãng trong ®ã chia lµm 30 d·y, mçi d·y bãng, c¸c bãng c¸ch nhau 25 m, c¸ch t­êng 2,5 m. X¸c ®Þnh chØ sè phßng: 6,99 LÊy hÖ sè ph¶n x¹ cña t­êng lµ vµ cña trÇn lµ . Tra b¶ng phô lôc ta cã ksd = 0,452. X¸c ®Þnh quang th«ng F: §é räi yªu cÇu: E = 30 lx HÖ sè dù tr÷: k = 1,3 HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1 Quang th«ng cña mçi ®Ìn lµ: (lm) Ta chän ®Ìn sîi ®èt chao v¹n n¨ng cã c«ng suÊt ®Æt P® = 200 W, quang th«ng F = 2528 lm vµ ®iÖn ¸p U®m = 220 V. Tæng c«ng suÊt chiÕu s¸ng toµn ph©n x­ëng lµ: PCS = 1275. 6375= 8128125 W = 8128,125 kW 3. ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn chiÕu s¸ng. Theo tÝnh to¸n ch­¬ng III, nguån chiÕu s¸ng cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc ®­îc lÊy tõ mét lé ra cña tñ ph©n phèi ph©n x­ëng. Lé nµy cung cÊp cho tñ chiÕu s¸ng ®Æt c¹nh cöa ra vµo cña ph©n x­ëng. Tñ gåm 1 ¸pt«m¸t tæng vµ 11 ¸pt«m¸t nh¸nh 1 pha, mçi ¸pt«m¸t nh¸nh cÊp ®iÖn cho 3 bãng ®Ìn. · Chän ¸pt«m¸t tæng: Chän ¸pt«m¸t theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mA U®m.m = 0,38 kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mA Itt = = = 10,03 (A) Chän ¸pt«m¸t lo¹i C60H do h·ng Merlin Gerin chÕ t¹o víi c¸c th«ng sè sau: U®mA = 415 V I®mA = 25 A IN = 10 kA · Chän c¸p tõ tñ ph©n phèi ph©n x­ëng ®Õn tñ chiÕu s¸ng: Chän c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp: khc.Icp Itt = 10,03 (A) khc = 1: hÖ sè hiÖu chØnh KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn phèi hîp víi thiÕt bÞ b¶o vÖ lµ ¸pt«m¸t: Icp (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi, vá PVC do LENS s¶n xuÊt cã tiÕt diÖn F = 2,5 mm2 víi dßng cho phÐp Icp = 41 A. · Chän c¸c ¸pt«m¸t nh¸nh: Chän ¸pt«m¸t theo c¸c ®iÒu kiÖn sau: §iÖn ¸p ®Þnh møc: U®mA U®m.m = 220 V Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I®mA Itt = = = 2,73 (A) Chän ¸pt«m¸t lo¹i NC45a do h·ng Merlin Gerin chÕ t¹o víi c¸c th«ng sè sau: U®mA = 400 V I®mA = 6 A IC¾t N = 4,5 kA · Chän d©y tõ tñ chiÕu s¸ng tíi bãng ®Ìn: Chän d©y theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng: khc.Icp Itt = 2,73 A khc = 1: hÖ sè hiÖu chØnh KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn phèi hîp víi thiÕt bÞ b¶o vÖ lµ ¸pt«m¸t: Icp (A) Chän c¸p ®ång 2 lâi, vá PVC do LENS s¶n xuÊt cã tiÕt diÖn F = 2x1,5 mm2 víi dßng cho phÐp Icp = 26 A. Tæng c«ng suÊt cña ®Ìn sîi ®èt trong toµn Px lµ: = 0,3.(96 + 140 + 120 + 60 + 120 + 24) + 0,2.(24 + 33 + 36) = 186,6 (kW) 2. Ph­¬ng ¸n tÝnh chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn huúnh quang. ë trong phÇn tÝnh to¸n nµy, ta cÇn chó ý r»ng kh«ng ph¶i ph©n x­ëng nµo còng cã thÓ thay thÕ ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang. Tuú theo tÝnh chÊt cña c«ng viÖc mµ ta cã thÓ thay thÕ ®­îc. C¸c ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc kh«ng ®ßi hái cao vÒ chiÕu s¸ng nªn ta kh«ng thay ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang. 2.1. Thay thÕ cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc Thay thÕ toµn bé bãng ®Ìn sîi ®èt b»ng bãng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40 (W) vµ quang th«ng lµ 2250 (lm). Mçi bãng ®Ìn sîi ®èt thay b»ng 4 bãng ®Ìn huúnh quang. VËy tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ: n = (4x96) = 384 (bãng) C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ: = n.P = 384.40 = 15360 (W) = 15,36 (kW) 3.Ph©n tÝch kinh tÕ - kü thuËt c¸c ph­¬ng ¸n. 3.1.Ph©n tÝch kinh tÕ - kü thuËt. Tæng c«ng suÊt tiªu thô cña ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn sîi ®èt lµ: = 186,6 (kW) Tæng c«ng suÊt tiªu thô cña ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn sîi ®èt vµ ®Ìn huúnh quang : = 108,2 (kW) Chªnh lÖch c«ng suÊt tiªu thô cña hai ph­¬ng ¸n lµ: 186,6 - 108,2 = 78,4 (kW) L­îng ®iÖn n¨ng tiÕt kiÖm trong n¨m lµ: Atk = .8760 = 78,4.8760 = 686 784 (kWh) NÕu gi¸ ®iÖn tiªu thô lµ 500 (®ång/kWh) n¨m nhµ m¸y tiÕt kiÖm ®­îc sè tiÒn lµ: 500.686 784 = 343 392 000 (®ång). Nh­ vËy, sau khi ph©n tÝch hai ph­¬ng ¸n trªn ta nhËn thÊy ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng dïng mét phÇn ®Ìn sîi ®èt vµ ®Ìn huúnh quang ®em l¹i lîi Ých râ rÖt nhÊt. §iÒu nµy rÊt cã lîi cho xÝ nghiÖp, nhµ m¸y s¶n xuÊt kinh doanh, gi¶m chi phÝ s¶n xuÊt hµng n¨m. 3.2. Ph©n tÝch vèn ®Çu t­ ban ®Çu. Víi ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ chiÕu s¸ng dïng toµn bé ®Ìn sîi ®èt th× vèn ®Çu t­ ban ®Çu (nh­ chi phÝ mua thiÕt bÞ, chi phÝ vËn chuyÓn, l¾p ®Æt, vËn hµnh vµ söa ch÷a) lµ t­¬ng ®èi rÎ h¬n so víi dïng ®Ìn huúnh quang. ë ®©y ta chØ ph©n tÝch s©u ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn huúnh quang kÕt hîp víi ®Ìn sîi ®èt ®Ó cuèi cïng xem vèn ®Çu t­ ban ®Çu cã thÓ chÊp nhËn ®­îc hay kh«ng. + Gi¸ ®Ìn huúnh quang hîp bé 4 bãng cña h·ng ClÝpal lµ 300 000 (®ång) Tæng gi¸ trÞ cña 560 bé lµ: K1 = 560.300 000 = 168. 106 (®ång) Chi phÝ vËn chuyÓn l¾p ®Æt lµ 1000 (®ång/bé) nªn tæng chi phÝ vËn chuyÓn l¾p ®Æt lµ: K2 = 560.10 000 = 5,6.106 (®ång) + Gi¸ trung b×nh bãng ®Ìn sîi ®èt hîp bé lµ 50 000 (®ång) Tæng gi¸ trÞ cña 93 bé lµ: K3 = 93.50 000 = 4,65.106 (®ång) Chi phÝ vËn chuyÓn l¾p ®Æt lµ 5000 (®ång/bé) nªn tæng chi phÝ v©nh chuyÓn l¾p ®Æt lµ: K4 = 93.5000 = 0,47.106 (®ång) Tæng vèn ®Çu t­ cho ph­¬ng ¸n nµy lµ: K = K1 + K2 + K3 + K4 = (168 + 5,6 + 4,65 + 0,47).106 = 178,72.106 (®ång). NÕu ph­¬ng ¸n sö dông toµn ®Ìn sîi ®èt th× tæng vèn ®Çu t­ ban ®Çu lµ: K = 653.(50 000 + 5000) = 35,92.106 (®ång) Sau khi ph©n tÝch vèn ®Çu t­ ban ®Çu ta thÊy dïng hoµn toµn ®Ìn sîi ®èt th× vèn ®Çu t­ ban ®Çu nhá nh­ng chi phÝ h»ng n¨m rÊt lín. Cßn dïng bãng ®Ìn huúnh quang sÏ cã vèn ®Çu t­ lín nh­ng l¹i cã chi phÝ h»ng n¨m nhá. Ta chän ph­¬ng ¸n sö dông bãng ®Ìn sîi ®èt kÕt hîp víi ®Ìn huúnh quang lµ ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng cho nhµ m¸y. VËy ®Ó cã ®­îc ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng cho phï hîp ®èi víi tõng nhµ m¸y, tõng xÝ nghiÖp th× ph­¬ng ¸n ®ã kh«ng nh÷ng tho¶ m·n vÒ kü thuËt mµ cßn tho¶ m·n vÒ kinh tÕ. Môc lôc PhÇn I ThiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc Ch­¬ng I Giíi thiÖu chung vÒ ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc Ch­¬ng II X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n I / C¸c ®¹i l­îng c¬ b¶n vµ c¸c hÖ sè tÝnh to¸n II/ C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh phô t¶i tÝnh to¸n III/X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc Ch­¬ng III ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc I/S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cña ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc PhÇn II ThiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng chÕ biÕn thøc ¨n gia sóc I/ Kh¸i niÖm chung vÒ ¸nh s¸ng II/ Phæ cña ¸nh s¸ng III/ §é nh¹y cña m¾t víi ¸nh s¸ng IV/ C¸c ®¹i l­îng ®o ¸nh s¸ng