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

thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. ỉ. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng. Số thiết bị trong cùng một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực không nhiều thường từ 8 đến 12 đầu ra. Tuy nhiên thường thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất. Dựa vào bảng danh sách thiết bị, vị trí và chế độ làm việc của các thiết bị ta có thể chia các thiết bị trong phân xưởng thành nhóm để từ đó xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị theo phương pháp hệ số cực đại kmax. 1. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc : Phân xưởng có diện tích là 6375 m2, với công suất đặt là 1036800kW. Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân xưởng chế biến có: knc = 0,3 cos/ tg = 0,6/ 1,33 Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta được suất chiếu sáng p0 = 14 W/ m2 Công suất tính toán động lực: Pđl = knc.Pđ = 0,3.1036800 = 311040 (kW) Qđl = Pđl.tg =311040.1,33 = 413683,2 (kVAr) Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỷ lệ với diện tích nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng chế biến thức ăn gia súc được xác định theo công thức: Pcs = p0.F Trong đó: F: Diện tích khu vực sản xuất trong phân xưởng, (m2). Diện tích phân xưởng: F = 6375 m2 p0: Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (kW/ m2). Đối với phân xưởng chế biến có p0 = 0,015 (kW/m2), đèn chiếu sáng trong phân xưởng là đèn sợi đốt có cos= 1. Vậy phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc là: Pcs = 0,015.6375 = 95,625 (kW). Qcs = Pcs.tg= 0 (kVAr). Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 311040 + 95,625 = 311135,625 (kW) Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 413683,2 + 0 = 413683,2 (kVAr) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = =313873 (kVA) Dòng điện tính toán của phân xưởng: Itt == 477010 (A) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xưởng: Pttnm = kđt. Trong đó: kđt: Hệ số đồng thời lấy bằng 0,8. Pttnm = 0,8. 311135,625 = 248908,5(kW) Phụ tải tính toán phản kháng toàn phân xưởng Qttnm = kđt. Trong đó: kđt: Hệ số đồng thời lấy bằng 0,8. Qttnm = 0,8. 413683,2 = 330946,56(kVAr) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng Sttnm = = 2510989 (kVA) Hệ số công suất của phân xưởng cos = =0,9 Chương 3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc I. Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng chế biến thức ăn gia súc Sơ đồ nối dây mạng hạ áp có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và mạng phân nhánh. ỉ. Sơ đồ hình tia: Có ưu điểm là nối dây dể dàng, mỗi hộ được cung cấp điện từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, dễ vận hành bảo quản. Khuyết điểm của sơ đồ này là vốn đầu tư lớn nên sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và 2. Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán. Từ thanh cái trạm biên áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực. Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải. Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v... ỉ. Sơ đồ phân nhánh: Có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia. Vì vậy, loại sơ đồ này thường được dùng cho các hộ tiêu thụ loại 2 và 3. Để cấp điện cho toàn phân xưởng chế biền thức ăn gia súc ta đặt một tủ phân phối ở gần trạm biến áp phân xưởng. Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng có nhiệm vụ cấp điện cho 5 tủ động lực và một tủ chiếu sáng cho toàn phân xưởng. Trong mỗi tủ phân phối đặt 6 áptômát ở mỗi đầu ra và một áptomát tổng ở đầu vào. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải. Đầu vào và đầu ra của tủ động lực đều đặt áptômát. Mỗi tủ động lực có 8 đầu ra do vậy với nhóm nào có quá 8 thiết bị thì một số máy có công suất nhỏ, có vị trí gần nhau sẽ phải đấu chung ở đầu ra. Mỗi động cơ của máy công cụ được đóng cắt bằng khởi động từ, được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằng áptômát đặt trên đường dây ra của các tủ động lực. Do khoảng cách từ tủ hạ áp trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối phân xưởng và khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực ngắn nên để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, để dễ thuận tiện trong thao tác và sửa chữa ta sử dụng đường dây cáp chôn ngầm dưới đất trong nền nhà phân xưởng và sơ đồ nối điện hình tia. ã Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối phân xưởng: Như đã nhận xét ở trên, khoảng cách từ tủ hạ áp trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối ngắn nên ta chọn cáp ở mạch hạ áp theo điều kiện phát nóng cho phép mà không cần phải kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Tiết diện dây cáp chọn theo điều kiện phát nóng phải thoả mãn: khc .Icp Itt Trong đó: Itt: Dòng tính toán của toàn phân xưởng, A Icp: Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn chọn, A khc: Hệ số hiệu chỉnh kể tới nhiệt độ môi trường đặt dây. Tra bảng phụ lục ứng với nhiệt độ môi trường 200C và nhiệt độ tiêu chuẩn là 150C có được khc = 0,96. Dòng điện tính toán của phân xưởng Itt = = 219,5 A. Ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện bằng PVC do hãng LENS sản xuất đặt trong nhà, U < 1 kV, có tiết diện F = 95 mm2 với dòng cho phép: Icp = 301 A. Ta có: khc.Icp = 0,96.301 = 288,96 A > Itt = 219,5 A. Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện. 1. Tủ phân phối. Tủ phân phối nhận điện từ trạm BAPX cung cấp cho các tủ động lực thông qua đường cáp. Để cung cấp điện cho 5 tủ động lực và tủ chiếu sáng cho toàn phân xưởng chế biến thức ăn gia súc ta chọn 1 tủ phân phối hạ áp đặt tại thanh cái của trạm biến áp phân xưởng do hãng SAREL của Pháp chế tạo. Tủ có sơ đồ: AT A6 A2 A1 A5 A4 A3 ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 ĐL5 CS Hình 3 - 1: Sơ đồ tủ phân phối. 1.1. Chọn áptômát: Chọn áptômát cho 5 tủ động lực và một áptômát tổng. Các áptômát này được chọn theo điều kiện làm việc lâu dài (hay là dòng điện tính toán). Điều kiện chọn áptômát là: IđmA Ilvmax = Itt = Uđm Uđmmđ Trong đó: Uđmmđ: điện áp định mức mạng điện Uđmmđ = 380 V với áptômát 3 pha Uđmmđ = 220 V với áptômát 1 pha Với dòng tính toán Itt đã xác định được trong chương II và tổng kết trong bảng 3-1, ta chọn các áptômát của hãng Merlin Gerin có các thông số cơ bản sau: Bảng 3-1: Thông số áptômát trong tủ phân phối Tên lộ Ittnhóm (A) Loại Uđm (V) Iđm (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 Đối với áptômát tổng ta chọn theo dòng tính toán của toàn phân xưởng: Itt = = = 219,5 A Ta chọn áptômát của hãng Merlin Gerin có các thông số: Bảng 3-3: Thông số của áptômát tổng. áptômát Loại Uđm (V) Iđm (A) IN (kA) AT NS400L 690 400 50 1.2. Chọn thanh dẫn. Chọn thanh dẫn của tủ phân phối là thanh dẫn bằng đồng, có tiết dịên được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: k1.k2.Icp Itt Trong đó: k1 = 0,95: hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang. k2 = 0,9: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Itt = 219,5 A: dòng điện tính toán của phân xưởng. Từ đó Icp = = 256,7 A Vậy ta chọn thanh dẫn có tiết diện F = 75 mm2 với Icp = 340 A. C60N NS400L C60N ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 ĐL5 CS C60N C60N C60N NC100H Tủ phân phối với các thiết bị: Hình 3-2: Sơ đồ tủ phân phối của phân xưởng. 2. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng, nhưng ở đây là mạng hạ áp bảo vệ bằng áptômát, để thoả mãn điều kiện phát nóng thì ngoài điều kiện: khc.Icp Ilvmax ta còn phải phối hợp điều kiện bảo vệ: khc.Icp Trong đó: khc = 1: Hệ số hiệu chỉnh cho cáp chôn dưới đất theo từng tuyến. Icp: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép, A Ilvmax: Dòng điện tính toán có thể cho 1 động cơ, nhóm động cơ hoặc cho cả phân xưởng tuỳ theo vị trí dây được chọn. Ikđnhiệt = 1,25.IđmA: Dòng điện khởi động của thiết bị cắt mạch bằng nhiệt của áptômát. áp dụng các điều kiện trên ta chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực ta chọn loại cáp đồng cách điện bằng PVC do hãng LENS sản xuất. ã Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1. Dòng điện tính toán nhóm 1 là: Ittn1 = 25 A Dòng điện định mức của áptômát A1 là: IđmA1 = 63 A khc.Icp Ilvmax = Ittn1 = 25 A khc.Icp = = = 52,5 A Vậy với khc = 1 thì dòng cho phép thoả mãn: Icp 25 A Icp 52,5 A Ta chọn cáp có tiết diện F = 10 mm2 với Icp = 87 A. ã Chọn cáp tới các tủ động lực còn lại. Ta chọn cáp tương tự như chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1.Kết quả ghi trong bảng 3- 4. Bảng 3- 4: Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực. Tuyến cáp Itt, A Fcáp, mm2 Icp, A Tủ PP - ĐL1 25 4G10 87 Tủ PP - ĐL2 53,4 4G10 87 Tủ PP - ĐL3 48,3 4G10 87 Tủ PP - ĐL4 73,5 4G10 87 Tủ PP - ĐL5 47,5 4G10 87 3. Chọn tủ động lực. Chọn tủ động lực cho các nhóm phụ tải cùng một loại, do hãng SAREL của Pháp chế tạo. Tủ động lực có 8 đầu ra và 1 đầu vào có các lỗ gá hàn sẵn để lắp đặt các áptômát. Sơ đồ của tủ động lực: Hình 3- 3: Sơ đồ tủ động lực 4. Chọn các thiết bị cho các tủ động lực. Ta chọn các áptômát trong tủ động lực và dây dẫn từ tủ động lực tới các động cơ, các máy công cụ có trong phân xưởng. 4.1. Chọn áptômát. - Chọn áptômát tổng: chọn áptômát tổng của tủ động lực giống với áptômát nhánh ở tủ phân phối cấp cho tủ động lực. - Chọn áptômát nhánh: Chọn theo 2 điều kiện: IđmA Ilvmax = Itt = UđmA Uđmmđ Nếu áptômát bảo vệ cho một nhóm động cơ thì: IđmA UđmA Uđmmđ 4.2. Chọn dây dẫn. Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng và kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ là áptômát. Điều kiện chọn dây: khc.Icp Ilvmax = Itt Kiểm tra với điều kiện kết hợp thiết bị bảo vệ là áptômát: khc.Icp = Tất cả dây dẫn trong phân xưởng chọn loại dây cáp hạ áp với 4 lõi, cách điện bằng PVC do hãng LENS chế tạo đặt trong ống sắt kích thước 3/ 4'' và hệ số hiệu chỉnh khc = 0,95. 4.3. Đối với tủ động lực 1: 4.3.1. Chọn áptômát: ã áptômát tổng: Ta chọn áptômát loại C60N giống áptômát ở đầu ra của tủ phân phối ã áptômát nhánh: Các áptômát nhánh chọn do hãng Merlin Gerin chế tạo. ỉ. Chọn cáp hạ áp từ TBA đến các phân xưởng: Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện . b. Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng đều đặt hai máy biến áp do ABB sản xuất tại Việt Nam. Vì các trạm biến áp phân xưởng đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh, thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng áptômát phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp thường ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp bị sự cố. Để tiện lợi cho việc lắp đặt, vận hành và sửa chữa ta sử dụng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp phân xưởng. Dòng điện tính toán cho trạm có công suất lớn nhất là: IttB1 = = = 92,02 (A). Chọn tủ hợp bộ loại 8DH10 của hãng Siemens, dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì. Bảng 4-16: Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại tủ Uđm, (kV) Iđm (A) Uchịu đựng (kV) IN chịu đựng 1s (kA) 8DH10 12 200 25 25 Các máy biến áp đã chọn ở chương III là do hãng ABB sản xuất tại Việt Nam đã có hiệu chỉnh về nhiệt độ. Thông số kỹ thuật của các máy biến áp như sau: Bảng 4-17: Thông số kỹ thuật của các máy biến áp do ABB sản xuất. SđmB (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 Phía hạ áp đặt các áptômát tổng và các áptômát nhánh do hãng MerlinGeirn (Pháp) sản xuất đặt trong vỏ tủ tự tạo, số áptômát tuỳ thuộc vào số máy biến áp đặt trong trạm. Với trạm đặt hai máy biến áp thì đặt 5 tủ: 2 tủ áptômát tổng, 1 tủ áptômát phân đoạn và 2 tủ áptômát nhánh. Sơ đồ đấu nối các trạm có hai máy biến áp: c. Lựa chọn và kiểm tra áptômát. áptômát tổng, áptômát phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các áptômát do hãng Merlin Gerin chế tạo. áptômát được chọn theo các điều kiện sau: * Đối với áptômát tổng và áptômát phân đoạn. Điện áp định mức: Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm.A Ilvmax Với Ilvmax = c. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp trạm BAPX. ỉ. Chọn cầu chì. Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch hoặc quá tải. Thời gian cắt của cầu chì phụ thuộc vào vật liệu làm dây chảy. Cầu chì được chọn theo các điều kiện: Điện áp định mức: Uđm CC Uđm.m Dòng điện định mức: Iđm CC Icb Dòng điện cắt định mức: Iđm C IN Trong đó Icb là dòng điện cưỡng bức được xác định tuỳ thuộc vào số máy biến áp trong trạm. Nếu trạm một máy biến áp thì Icb = 1,25.Iđm B Nếu trạm hai máy biến áp thì Icb = 1,4. Iđm B Do giá thành của cầu chì không lớn nên ta chọn các cầu chì cao áp cùng loại dựa trên các điều kiện chọn cầu chì với dòng cưỡng bức lớn nhất và kiểm tra lại theo điều kiện ngắn mạch. Các trạm của PX có hai trạm biến áp. + Máy có Sđm = 1000 kVA thì có dòng cưỡng bức là: Icb = 1,4.Iđm B = = 80,83 (A) + Máy có Sđm = 800 kVA thì có dòng cưỡng bức là: Icb = 1,4.Iđm B = = 64,66 (A) + Máy có Sđm = 500 kVA thì có dòng cưỡng bức là: Icb = 1,4.Iđm B = = 40,42 (A) Vậy dòng cưỡng bức lớn nhất là Icb.max = 80,83 A Ta chọn cầu chì loại 3GD1 220 - 3B với các thông số: Bảng 4-21: Thông số của cầu chì. Loại cầu chì Uđm CC (kV) Iđm CC (A) ICắt N (kA) ICắt N min (A) 3GD1 220 - 3B 12 100 40 400 ỉ. Kiểm tra cầu chì. Điện áp định mức: Uđm CC = 12 kV > Uđm m = 10 kV. Dòng điện định mức: Iđm CC  = 100 A > Icb max = 80,83 A Dòng cắt định mức: Iđm C = 40 kA > INmax = 2.51 kA Vậy cầu chì được chọn thoả mãn. d. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp. ỉ. Chọn dao cách ly. Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra một khoảng hở được trông thấy giữa bộ phận mang điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho nhân viên sửa chữa thiết bị khi làm việc. Để dể dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho các trạm biến áp. Dao cách ly được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức: Uđm DCL Uđm m = 10 kV Dòng điện định mức: Iđm DCL Ilv max Dòng điện ổn định động cho phép: iđm đ ixk Ta chọn dao cách ly loại 3DC do hãng SIEMENS chế tạo có các thông số: Bảng 4-22: Thông số dao cách ly. Loại DCL Uđm DCL (kV) Iđm DCL (A) INt (kA) IN max (kA) 3DC 12 400 16 40 ỉ. Kiểm tra dao cách ly. Điện áp định mức: Uđm DCL = 12 kV > Uđm m = 10 kV Dòng điện định mức: Iđm DCL = 400( A) > Ilvmax = = 92,02 (A) Dòng điện ổn định động cho phép: iđm đ = 40 (kA) > 6,36 (kA) Vậy dao cách ly chọn thoả mãn điều kiện. e. Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp. Trên mỗi phân đoạn thanh góp trạm phân phối trung tâm đặt một máy biến điện áp BU loại 3 pha 5 trụ 4MR12 của hãng SIEMENS chế tạo. Thông số kỹ thuật của máy biến điện áp cho trong bảng. Bảng 4-23: Thông số máy biến điện áp. Thông số kỹ thuật 4MR12 Uđm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1' (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/50 (kV) 75 U1 đm (kV) 11,5/ U2đm (V) 100/ Tải định mức (VA) 350 Kiểm tra lại theo điều kiện điện áp định mức phía sơ cấp của BU U1đm BU = 12 kV > Uđm m = 10 kV Vậy máy biến điện áp thoả mãn điều kiện. f. Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện. Máy biến dòng BI được chọn theo các điều kiện: Điện áp định mức: Uđm BI Uđm m Dòng điện sơ cấp định mức: Iđm BI > Itt Itt = = = 62,55 (A) Bảng 4-24: Thông số kỹ thuật của máy biến dòng điện. Thông số kỹ thuật 4MA72 Uđm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1' (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/50 (kV) 75 I1đm (A) 20 - 2500 I2đm (A) 1 hoặc 5 Iôđ nhiệt 1s (kA) 80 Iôđ động (kA) 120 3.2 Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng chế biến thức ăn gia súc để kiểm tra cáp và áptômát. Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B6 là nguồn (được nối với hệ thống vô cùng lớn) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch, ta có: IN = I'' = . Giả thiết này sẽ làm cho giá trị dòng ngắn mạch tính toán được sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của TBAPP không thay đổi khi xẩy ra ngắn mặch sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta sẽ chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xẩy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn, việc tính toán cũng được tiến hành tương tự. Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý Hình 4.3: Sơ đồ thay thế 3.2.1. Các thông số của sơ đồ thay thế: *Điện trở và điện kháng của máy biến áp: Sđm = 500 kVA = 7,0 kW Un% = 4,5 RB = = = 4,48 m XB = = = 28,8 m * Thanh góp trạm biến áp phân xưởng - TG1: Các thanh góp được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép: khc.Icp Icb = A Chọn loại thanh dẫn bằng đồng có kích thước (100x10) mm2, mỗi pha ghép 3 thanh với Icp = 4650 A. Kích thước: 100x10 mm2 mỗi pha ghép ba thanh Chiều dài: l = 1,2 m Khoảng cách trung bình hình học: D = 300 mm Tra PL 4.11 (TL1), tìm được: r0 = 0,020 m/m RTG1 = = 0,008 m x0 = 0,157 m/m XTG1 = = 0,0628 m * Thanh góp trong tủ phân phối - TG2: Chọn theo điều kiện: khc.Icp Ittpx = 219,5 A (lấy khc = 1) Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước: 30x3 mm2 với Icp = 405 A Chiều dài: l = 1,2 m Khoảng cách trung bình hình học: D = 300 mm Tra PL 4.11 (TL1), tìm được: 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 * Điện trở và điện kháng của aptômát Tra PL 3.12 và PL 3.13 (TL1) tìm được: ã áptômat loại C10001N: RA1 = 0,11 m XA1 = 0,08 m ã áptômat loại NS400L: RA2 = 0,15 m XA2 = 0,1 m RT2 = 0,4 m ã áptômat loại NC100H: RA3 = 1,3 m XA3 = 0,86 m RT3 = 0,75 m * Cáp tiết diện 3x95 + 50 mm2 - C1: Chiều dài: l = 85 m. Tra PL 4.28 (TL1), tìm được: 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 * Cáp tiết diện 4G - 10 mm2 - C2: Chiều dài: l = 50 m. Tra PL 4.29 (TL1), tìm được: 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. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn: a. Tính ngắn mạch tại 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 ã Kiểm tra áptômát. Loại C10001N có Icắt N = 25 kA Loại NS400L có Icắt N = 50 kA Vậy các áptômát đã chọn đều thoả mãn điều kiện ổn định động. ã Kiểm tra cáp tiết diện 3x95 + 50 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F = 6.5,67. = 18,64 mm2 Vậy chọn cáp 3x95 + 50 mm2 là hợp lý. b. Tính ngắn mạch tại 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 ã Kiểm tra áptômát: Loại NC100H có IN = 6 kA Vậy áptômát đã chọn đều thoả mãn điều kiện ổn định động. ã Kiểm tra cáp tiết diện 4G10 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F = 6.1,83. = 5,9 mm2 Vậy chọn cáp 4G10 là hợp lý. Kết luận: Các thiết bị đã lựa chọn cho mạng điện hạ áp của phân xưởng chế biến thức ăn gia súc đều thoả mãn các điều kiện kỹ thuật cần thiết. Phần II. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc Chương 1 Khái niệm về ánh sáng I. Khái niệm chung về ánh sáng. 1. Sóng điện từ. Ta gọi bức xạ điện từ của một vật là hiện tượng lan truyền đồng thời theo đường thẳng của điện trường biểu diễn bằng véctơ cường độ điện trường và từ trường biểu diễn bằng véctơ từ cảm , chúng có các tính chất sau đây: + Sự phân bố trường theo phương truyền ký hiệu là xoay chiều hình sin có bước sóng và tiến hành trong hai mặt phẳng vuông góc sao cho , , tạo nên một tam diện thuận. + Các biên độ của trường tại mọi thời điểm tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ điểm đó đến nguồn phát. + Sự phân bố điện trường từ ở xa nguồn có biên độ suy giảm, có vận tốc phụ thuộc vào môi trường truyền sóng, còn gọi là vận tốc truyền hay vận tốc pha. Do vậy ở một thời điểm đã cho trong không gian trường điện tử có tần số giao động . Một nguồn bức xạ bất kỳ phát ra vô số bức xạ: + Số phương xung quanh nguồn là vô hạn. + Với mỗi phương có vô số mặt phẳng có thể chứa và . + Trong mỗi cặp mặt phẳng chứa và có vô số sóng điện từ gọi là "sóng phẳng" có bước sóng . Khi đó, vận tốc truyền sóng là: C = (m/s) Nếu trong môi trường không khí C = 3.108 (m/s) Khi đã có vận tốc truyền sóng, người ta cũng chứng minh được là năng lượng điện từ truyền tải có quan hệ với các tích véctơ và được thể hiện bằng lượng điện tử hữu hạn tuân theo các quy luật cơ học lượng tử. Có thể nói một cách đơn giản rằng sóng điện từ truyền các "hạt" nhỏ năng lượng gọi là các phôtôn năng lượng. Năng lượng: W = h. Trong đó: h: là hằng số Blank lấy bằng 6,6.10-34 J/Hz 2. Khái niệm về ánh sáng. Mọi vật đều bức xạ ra không gian một năng lượng nhất định dưới dạng sóng của điện từ. Năng lượng đó phát sinh ra do sự dao động của các phần tử vật chất cấu tạo nên vật. Khi các phân tử hay nguyên tử bị kích thích các điện tử (electron) của chúng sẽ thay đổi mức năng lượng khác, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng sóng điện từ và các hạt phôtôn. Các bức xạ của một vật phát ra có tất cả các bước sóng từ 0 đến vô cùng, nhưng thực nghiệm đã xác định được rằng chỉ các bức xạ có bước sóng nằm trong dải ưu tiên hẹp từ 380 nm á 760 nm mới có tác dụng lên tế bào thần kinh võng mạc và gây ra cảm giác nhìn thấy của mắt người còn gọi là ánh sáng nhìn thấy. Như vậy, ánh sáng nhìn thấy được là những sóng điện từ có mang theo năng lượng. Trong quá trình thiết kế ta chỉ quan tâm đến dải ánh sáng nhìn thấy được mà thôi. II. Phổ của ánh sáng. Năng lượng của ánh sáng phân bố không đều cho từng bước sóng, đồng thời gây cảm giác cho mắt người của từng loại bức xạ khác nhau. Nghĩa là mỗi bước sóng xác định sẽ gây ra trong mắt người một cảm giác màu sắc nhất định. Người ta cũng đã chứng minh được rằng phổ của các bước sóng ánh sáng gồm 7 màu sắc khác nhau từ cận màu tím tương ứng với bước sóng = 780 nm. Giữa các màu này không có ranh giới rõ rệt, do đó phổ ánh sáng thấy được là phổ liên tục. Trong quang phổ của ánh sáng nhìn thấy được, mắt ta nhậy cảm nhiều nhất đối với ánh sáng có bước sóng = 550 nm. Còn với hai cận tím màu và màu đỏ tương ứng với các bước sóng = 380 nm và = 780 nm thì mắt ta hầu như không có tác dụng gây cảm giác sáng. Vì vậy, trong thiết kế chiếu sáng cần chú ý tới đặc điểm này để tạo điều kiện ánh sáng phù hợp với hoạt động của mắt. Khi nghiên cứu về y học, người ta đã công nhận mắt người là một bộ phận thu " thông dải" rất tinh vi, hơn nữa mắt có nhậy cảm màu đi từ màu tím đến màu đỏ tương ứng với mỗi bước sóng của dải 380 á 780 nm. Sự nhậy cảm này thay đổi theo từng người và đã được Uỷ ban quốc tế về chiếu sáng (C.I.E) mã hoá đưa ra các giới hạn cực đại của phổ màu: 380 nm 439 nm 498 nm 568 nm 592 nm 631 nm 760 nm Tử ngoại Tím 412 max Xanh da trời 470 Xanh lá cây 515 Vàng 577 Da cam 600 Đỏ 673 Hồng ngoại III. Độ nhạy của mắt với ánh sáng. Nếu đánh giá nhạy cảm thì thu nhận của mắt đối với ánh sáng có bước sóng = 550 nm là đơn vị thì cảm giác thu nhận của mắt đối với ánh sáng màu khác sẽ được biểu thị bằng một số nhỏ hơn 1 gọi là đô nhạy K đối với ánh sáng màu đỏ. Độ nhạy tương đối K với ánh sáng có bước sóng nào đó được định nghĩa là tỷ số giữa thông lượng bức xạ của ánh sáng màu = 550 nm với thông lượng bức xạ tương đương với ánh sáng bước sóng đang xét. Thông lượng tương đương ở đây có nghĩa là thông lượng có độ lớn cần thiết để gây cho mắt có cảm giác về độ sáng tương đương với cảm giác do thông lượng của ánh sáng màu có bước sóng = 550 nm. K = Trong đó: F550: thông lượng của ánh sáng có bước sóng = 550 nm. F: thông lượng của ánh sáng có bước sóng cần tìm. IV. Các đại lượng đo ánh sáng. Khái niệm về quang thông là khái niệm đầu tiên mà con người thấy được là ánh sáng ngọn nến và đèn măng song không cho cùng một lượng sáng. Nhưng khái niệm này không nêu nên bất kỳ sự phân bố ánh sáng nào đó trong các miền khác nhau của không gian chiếu sáng, hơn nữa nó không thể đo được. Điều này thúc đẩy nhà vật lý Lambert ở thế kỷ 18 đã đưa ra các cơ sở của phép đo ánh sáng dựa trên cơ sở quang học, hình học và sinh lý học. 1. Góc khối (). Góc khối là phần không gian hình nón có đỉnh nằm tại tâm của nguồn sáng và có đường sinh tựa trên chu vi của mặt được chiếu sáng. Ta giả thiết rằng có một nguồn sáng có đặt tai t