CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 1. Tổng quan về công trình - Đây là phân xưởng cơ khí sửa chữa, lắp ráp và gia công nguội cho công ty sản xuất hàng tiêu dùng nhanh, mặt bằng hình chữ nhật, có các đặc điểm sau: Chiều dài: 50 m Chiều rộng: 20 m Chiều cao: 11.5 m - Diện tích toàn phân xưởng: 1000 m2 - Có 1 lối ra vào chính và 2 lối ra vào phụ, các tủ điện động cơ và chiếu sáng, còn lại là không gian của 40 thiết bị trong đó có 8 thiết bị 1 pha 230V, 32 thiết bị 3 pha 400V - Nguồn cung cấp từ 1 máy biến áp 3 pha với công suất 630 kVA. - Đặc biệt phân xưởng: Mái tôn, khung dầm thép, tường gạch không nung, sơn màu vàng, nền đổ sơn Epoxy - Phân xưởng làm việc ba ca trong một ngày, mỗi ca 16 nhân viên kỹ thuật cùng làm việc, môi trường làm việc không bụi, tiếng ồn <60 dB. - Phân xưởng cơ khí với diện tích 1000 m2, dài 50m, rộng 20m, cao 11.5m được bố trí như hình vẽ bên dưới: Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng 1.
Tiêu chuẩn áp dụng - TCVN 7114 - 1 2008 (ISO 8995 – 1 : 2002): ECGÔNÔMI - chiếu sáng nơi làm việc - Phần 1: trong nhà. Mục tiêu - Ánh sáng nhân tạo từ hệ thống đèn phải có độ rọi lớn hơn hoặc bằng so với độ rọi yêu cầu là 300Lux - Các nguồn sáng phải được phân bố hợp lý, đảm bảo ánh sáng được phân bố đều trên mặt phẳng làm việc. - Cường độ và độ rọi của nguồn sáng phải phù hợp với đặc tính và mục tiêu sử dụng của khu vực được chiếu sáng. - Đảm bảo công suất chiếu sáng hợp lý, tiết kiệm năng lượng, tận dụng ánh sáng tự nhiên.
Phương pháp tính toán thiết kế chiếu sáng theo lý thuyết Khảo sát công trình cần được thiết kế chiếu sáng - Xác định kích thước của phân xưởng và mục đích sử dụng của phân xưởng cần chiếu sáng là phục vụ cho công việc cơ khí chế tạo (Rèn, hàn nguội) - Độ rọi yêu cầu ( E yc ) của phân xưởng được lựa chọn theo tiêu chuẩn cho trước TCVN 7114 - 1 2008, sao cho độ rọi sau khi thiết kế lớn hơn hoặc bằng so với độ rọi yêu cầu. - Tra bảng các chỉ tiêu độ rọi, hạn chế chói lóa và chất lượng màu sắc cho các phòng (khu vực) làm việc và các hoạt động (Trang 11 TCVN 7114 – 1 2008) Hình 1.1: Bảng tra chỉ tiêu độ rọi cho xưởng cơ khí 1. Chọn loại đèn Chọn hãng đèn chiếu sáng Led Philips Highbay để thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng. Tham khảo catalog: https://www.com/led-fittings-fixtures/led-high- bays/philips-coreline-g4-led-high-bays-5yrs-dali-options/philips-coreline-g4-led-high- bays-standard/philips-by121p-coreline-led-high-bay-led200s-g4-138w-865- nb-8710163335650.html Loại đèn LED PHILIPS HIGHBAY Mã đèn BY121P G4 LED200S/865 PSU WB Công suất 138W Hiệu suất sáng 145 lm/W Hệ số công suất 0.95 Quang thông 20000 lm Nhiệt độ màu 6500 K Chỉ số hoàn màu >80 Tuổi thọ 70000h Chiều cao * đường kính 95mm * 450mm Hình 1.2: Bảng thông số của đèn Led PhilipsHighbay đã chọn 2.
Xác định độ cao treo đèn Hình 1.3: Bảng thông số xác định độ cao treo đèn Vị trí lắp đặt đèn là trần nhà, chiều cao treo đèn được tính bởi công thức sau: Hc = H － h h’ = 1.5m = Hc Công thức 2.8m Hình minh họa Thay số vào công thức trên, ta được: HC =11.5 m - Trong đó: H c là độ cao treo đèn cần tính toán (m). H là độ cao của phân xưởng, chính là khoảng cách từ sàn nhà đền trần nhà h' Khoảng cách từ trần nhà đến đỉnh đèn h' ' là khoảng cách từ sàn đến mặt phẳng làm việc, mặc định là 0,8 (m). Tính toán room index i - Xác định chỉ số phòng theo công thức: Sp 50 * 20 i = = = 1.2 - Trong đó: Sp : Diện tích khu vực được chiếu sáng (m2). D1, D2: Lần lượt là chiều dài, chiều rộng của phòng (m).
i : Chỉ số phòng. Hệ số phản xạ: Trần, tường, sàn - Tra catalog của thiết bị và kết hợp giáo trình Cung cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh ta được hệ số phản xạ trần, tường, sàn lần lượt là: 0.3: Bảng tra hệ số phản xạ trần tường sàn Hệ số sử dụng CU: - Biết chỉ số phòng i= 1.5, ta tra catalog của thiết bị như hình bên dưới và kết hợp giáo trình Cung cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh, chọn hệ số CU = 0.4: Bảng tra hệ số CU Hệ số bảo trì MF (Maintenance Factor): - Chọn hệ số MF theo công thức sau: MF = LLMF * LSF * LMF * RSMF Công thức 1.3 - Trong đó: LLMF: Lamp Lumen Maintenance Factor. LSF: Lamp Survival Factor. LMF: Luminare Maintenance Factor or Light Output Ratio.
RMF: Room Maintenance Factor. Ở Điều kiện lý tưởng: - Tra catalog của thiết bị để chọn hệ số MF = 1.5: Bảng tra hệ số MF theo điều kiện ký tưởng Ở điều kiện không lý tưởng: - Xác định chỉ số LLMF (Lamp Lumen Maintenance Factor), LSF (Lamp Survival Factor), LMF (Luminare Maintenance Factor or Light Output Ratio) + Tra catalog của thiết bị biết được tuổi thọ sử dụng là 70000 giờ, mức sử dụng đèn 24h/ngày, 340ngày/năm (365 ngày – {11 ngày lễ + 14 ngày bảo trì tổng thể nhà máy hàng năm}). Tương đương với 8160 giờ/năm với chế độ bảo hành 5 năm 1 lần, môi trường làm việc bình thường ít bụi. + Vậy tính được chỉ số Length of operation in 1,000h là: 40800 + Dựa vào catalog của thiết bị ta xác định được “Lamp Maintenance Factor Of An Led Lumininaire = L80”, kết hợp với bảng tra tham khảo trên trang “Trilux.com” bên dưới để tìm ra chỉ số LLMF, LSF, LMF của L80 lần lượt là: 0.6: Bảng tra hệ số LLMF, LSF, LMF của L80 - Xác định chỉ số RMF (Room Maintenance Factor), biết maintenace interval tra theo catalog của thiết bị là 5 năm và chỉ số room index là 2.0, môi trường làm việc bình thường, ta tra bảng bên dưới được RMF = 0.93 Thế tất cả chỉ số đã tìm vào công thức 2.3, tìm được MF = LLMF * LSF * LMF * RSMF = 0.73 Xác định số bộ đèn: Tổng số bộ đèn cần thiết: E* A N bđ = F * CU * MF Trong đó: - E: Độ rọi yêu câu trên mặt phẳng làm việc - L,W: Chiều dài * rộng của mặt phẳng làm việc - F: Quang thông của bộ đèn - U: Hệ số CU - MF: Hệ số bảo trì Thay tất cả thông số vào công thức, ta được: E * L*W 300 * 50 * 20 N bđ = = = 23.73 Vậy chọn Nbđ = 24 bộ đèn Led Philips BY121P G4 LED200S/865 PSU WB - Căn cứ vào tổng diện tích của phân xưởng S = 1000m2 (dài 50m x rộng 20m) đèn sẽ đựơc bố trí như hình bên dưới: 1.
Tính toán công suất tủ chiếu sáng.140 (kW) - Q tt = P tt × tan(arccos( 0.36 (kVAr) - S tt = √ P 2tt + Q 2tt = √ 4.36 (kVA) CHƯƠNG 2: PHÂN NHÓM VÀ TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP 2. Phân nhóm phụ tải: 2. Cơ sở lí thuyết - Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị. - Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế.
- Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải. Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối. - Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau: Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng. Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm.
Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm (tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau). Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn. Số nhóm không nên quá nhiều: 2, 3 hoặc 4 nhóm. Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến.
- Vì thế, với những máy móc trên sơ đồ mặt bằng, ta quyết định chia phụ tải thành bốn nhóm, đi cùng 4 nhóm là 4 tủ động lực và có một tủ phân phối chính cấp điện cho bốn tủ động lực. Ngoài việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng. Mặt bằng phân nhóm phụ tải: Hình 2.1: Bản vẽ bố trí phụ tải phân xưởng 2. Vấn đề tính toán phụ tải cho tủ phân phối 2.
Cơ sở lí thuyết - Hệ số sử dụng Ku Theo TCVN:9206 Điều 3.17: Hệ số sử dụng lớn nhất Ku là tỉ số giữa công suất yêu cầu lớn nhất Pyc với công suất điện định mức Pđm của mỗi thiết bị tiêu thụ điện. Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt, nhất là cho các động cơ vì chúng ít khi chạy đầy tải. P yc Ku= P đm Điều 5.16: Khi thiết kế lưới điện nhóm chiếu sáng công trình công cộng phải lấy phụ tải tính toán theo tính toán kỹ thuật chiếu sáng với hệ số đồng thời và hệ số sử dụng lớn nhất bằng 1. - Hệ số đồng thời Ks Hệ số đồng thời là tỷ số giữa công suất tính toán cực đại tổng của một nút trong hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tính toán cực đại của nhóm thiết bị nối vào nút đó.
Theo IEC 60439-1: 2004 (TCVN 7994-1: 2009) hệ số đồng thời Ks được tra theo bảng sau: Hình 2.2: Bảng tra hệ số đồng thời theo IEC - Công suất định mức động cơ Pđm P P đm = Efficient Trong đó: P: là công suất đầu ra của động cơ. Pđm: là công suất định mức đầu vào của động cơ. Efficient: là hiệu suất của động cơ. - Công suất phản kháng định mức động cơ Qđm Q đm = P đm × tan ( arccos ( φ ) ) Trong đó: Qđm: là công suất phản kháng định mức đầu vào của động cơ.
cosφ : là hệ số công suất động cơ. - Công suất biểu kiến định mức động cơ Sđm S đm = √ P 2đm + Q 2đm Trong đó: Sđm: là công suất biểu kiến định mức đầu vào của động cơ.