Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí trung quy mô số 2
Lời nói đầu Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước, công nghiệp điện giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Bởi vì, công nghiệp điện là ngành có liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, làm tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong nền kinh tế. Chính vì vậy, khi xây dựng một nhà máy, khu dân cư hay một thành phố mới . thì việc đầu tiên là phải xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của nơi đó. Đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá - hiện đại hoá, đẩy mạnh sự phát triển công nghiệp, mở rộng những nhà máy công suất lớn, công nghệ hiện đại. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy hay xí nghiệp công nghiệp để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Với những kiến thức đã được học tập, nghiên cứu trong nhà trường, trước khi tốt nghiệp em được giao đồ án với đề tài: "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí trung quy mô số 2". Đồ án tốt nghiệp này sẽ là một sự tập dượt rất quý cho em trước khi bước vào thực tế. Sau một thời gian làm đồ án, với nổ lực của bản thân, đồng thời với sự hướng dẫn giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Nguyễn Thị Hồng Hải, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Song với kiến thức còn hạn chế, cùng với đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện là tương đối khó và phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và chuyên môn cao nên trong quá trình thiết kế em không tránh khỏi những sai sót.Vì vậy, em mong được sự nhận xét góp ý của các thầy cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Thị Hồng Hải cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này. Lời nói đầu 1 Chương 1 3 Giới thiệu chung về nhà máy cơ khí 3 Chương 2 8 Xác định phụ tải tính toán 8 I. Các đại lượng cơ bản và các hệ số tính toán 9 1. Công suất định mức Pđm: 9 2. Phụ tải trung bình Ptb: 10 3. Phụ tải cực đại Pmax: 11 4. Phụ tải đỉnh nhọn: 11 5. Phụ tải tính toán Ptt: 11 6. Hệ số sử dụng ksd: 11 7. Hệ số phụ tải kPt: 12 8. Hệ số cực đại kmax: 12 9. Hệ số nhu cầu knc: 13 10. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq: 13 II. Các phương pháp tính phụ tải tính toán. 14 1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: 14 2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. 15 3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. 15 4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình.(phương pháp số thiết bị hiệu quả): 16 5. Hướng dẫn cách chọn các phương pháp xác định phụ tải tính toán. 18 III. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 19 1. Phân nhóm phụ tải: 19 2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải: 20 3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: 28 4. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng: 28 1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng kết cấu kim loại. 30 2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng lắp ráp cơ khí. 30 3. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng đúc. 31 4. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng nén khí. 32 5. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng rèn. 33 6. Xác định phụ tải tính toán của trạm bơm. 33 7. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng gia công gỗ. 34 8. Xác định phụ tải tính toán của ban quản lý nhà máy. 35 9. Bảng kết quả toàn nhà máy. 36 Chương 3 37 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng 37 sửa chữa cơ khí 37 I. Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí. 37 II. Lựa chọn phần tử mạng điện hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí. 38 1. Tủ phân phối. 39 1.1. Chọn áptômát: 40 1.2. Chọn thanh dẫn. 41 2. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. 41 3. Chọn tủ động lực. 43 4. Chọn các thiết bị cho các tủ động lực. 43 4.1. Chọn áptômát. 43 4.2. Chọn dây dẫn. 44 4.3. Đối với tủ động lực 1: 44 Chương 4 51 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 51 I. Xây dựng biểu đồ phụ tải: 51 1.Tâm phụ tải điện. 51 2. Biểu đồ phụ tải điện. 52 II. Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm. 54 III. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng trạm biến áp phân xưởng. 55 1. Xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng. 55 2. Số lượng trạm biến áp, máy biến áp phân xưởng. 56 3. Chọn dung lượng máy biến áp. 57 4.Tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong các máy biến áp. 61 IV. Phương án đi dây mạng điện cao áp cho nhà máy. 63 5. So sánh kinh tế giữa các phương án. 84 VI. Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy. 85 1. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm: 85 2. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX. 87 3.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn. 92 3.1. Tính toán ngắn mạch phía cao áp. 92 3.2 Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát. 102 Chương 5 108 Tính toán bù công suất phản kháng 108 cho nhà máy. 108 I. Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên. 108 II. Nâng cao hệ số công suất cos Bằng phương pháp bù công suất phản kháng. 109 1. Chọn thiết bị bù. 109 1.1 Tụ điện. 109 1.2. Máy bù đồng bộ. 110 1.3. Động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn được đồng bộ hoá. 110 2. Vị trí và phân phối thiết bị bù trong mạng hình tia. 111 2.1. Vị trí đặt bù. 111 2.2. Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia. 111 III. Bù công suất phản kháng cho nhà máy cơ khí. 112 1. xác định dung lượng bù. 112 2. Phân phối dung lượng bù cho các trạm BAPX. 113 2.1. Xác định điện trở tương đương. 113 2.2. Xác định dung lượng bù tại thanh cái trạm BAPX. 115 Chương 6 118 Tính toán nối đất 118 I. Đặt vấn đề 118 II. Nối đất và trang bị nối đất 119 III. Tính toán trang bị nối đất. 119 3.1. Cách thực hiện nối đất. 119 IV. Tính toán nối đất cho nhà máy. 121 4.1. Xác định điện trở của một điện cực chôn thẳng đứng. 121 4.2. Xác định sơ bộ cọc. 122 V. Sơ đồ nối các thiết bị điện đến hệ thống nối đất. 123 Chương 1 126 Khái niệm về ánh sáng 126 I. Khái niệm chung về ánh sáng. 126 1. Sóng điện từ. 126 2. Khái niệm về ánh sáng. 127 II. Phổ của ánh sáng. 127 III. Độ nhạy của mắt với ánh sáng. 128 IV. Các đại lượng đo ánh sáng. 129 1. Góc khối ( ). 129 2. Cường độ sáng - (Cd). 130 3. Quang thông - (Lm). 131 4. Độ rọi - E (Lux). 131 5. Độ chói - L (Cd/m2). 132 Chương 2 133 Thiết kế hệ thống chiếu sáng 133 cho nhà máy cơ khí. 133 I. Yêu cầu cơ bản khi thiết kế hệ thống chiếu sáng. 133 II. Các phương pháp tính toán chiếu sáng. 134 1. Phương pháp hệ số sử dụng. 134 2. Phương pháp tính theo từng điểm. 135 2.1 Tính độ rọi trên mặt phẳng nằm ngang, Eng. 135 2.2 Tính độ rọi trên mặt phẳng thẳng đứng, Eđ. 135 2.3. Tính độ rọi trên mặt phẳng nghiêng một góc , Engh. 135 3. Phương pháp tính gần đúng. 135 3.1. Cách 1. 135 3.2. Cách 2. 136 4. Phương pháp tính toán với đèn huỳnh quang. 136 III. Yêu cầu của mạng điện chiếu sáng. 137 IV. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 138 1. xác định số lượng và công suất của bóng đèn. 138 2. Tính chọn công suất đèn. 138 V. Thiết kế chiếu sáng cho các phân xưởng khác. 142 1. Phương án tính toán chiếu sáng bằng đèn sợi đốt cho các phân xưởng. 142 1.1 Phân xưởng kết cấu kim loại. 143 1.2. Phân xưởng lắp ráp cơ khí. 144 1.3. Phân xưởng đúc. 145 1.4. Phân xưởng nén khí. 146 1.5. Phân xưởng rèn. 147 1.6. Trạm bơm. 147 1.7. Phân xưởng gia công gỗ. 148 1.8. Ban quản lý nhà máy. 149 1.9. Tổng kết tính toán chiếu sáng bằng đèn sợi đốt. 150 2. Phương án tính chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang. 151 2.1. Thay thế cho phân xưởng kết cấu kim loại. 151 2.2. Thay thế cho phân xưởng lắp ráp cơ khí. 151 2.3. Thay thế cho phân xưởng đúc. 151 2.4. Thay thế cho phân nén khí. 152 2.5. Thay thế cho phân xưởng rèn. 152 2.6. Thay thế cho ban quản lý nhà máy. 152 2.7 Tổng kết tính toán chiếu sáng dùng đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang. 153 3.Phân tích kinh tế - kỹ thuật các phương án. 153 3.1.Phân tích kinh tế - kỹ thuật. 153 3.2. Phân tích vốn đầu tư ban đầu. 154
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí trung quy mô số 2, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
uÊt.
+ Ngoµi c«ng dông cung cÊp c«ng suÊt ph¶n kh¸ng m¸y bï ®ång bé cßn cã kh¶ n¨ng tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña m¹ng trong chÕ ®é thiÕu kÝch thÝch gãp phÇn vµo viÖc ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p trong m¹ng.
· Nhîc ®iÓm cña m¸y bï ®ång bé.
M¸y bï ®ång bé cã phÇn quay nªn l¾p r¸p, b¶o qu¶n vµ vËn hµnh khã kh¨n h¬n so víi tô ®iÖn.
Víi c¸c u, nhîc ®iÓm trªn vµ ®Ó cho kinh tÕ th× m¸y bï ®ång bé thêng ®îc sö dông ë nh÷ng n¬i cÇn bï tËp trung víi dung lîng lín.
1.3. §éng c¬ kh«ng ®ång bé R«to d©y quÊn ®îc ®ång bé ho¸.
Khi cho dßng ®iÖn mét chiÒu vµo R«to cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé d©y quÊn, ®éng c¬ sÏ lµm viÖc nh ®éng c¬ ®ång bé víi dßng ®iÖn vît tríc ®iÖn ¸p. Do ®ã, ®éng c¬ cã kh¶ n¨ng sinh ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cung cÊp cho m¹ng. Lo¹i m¸y bï nµy ®îc coi lµ kÐm hiÖu qu¶ nhÊt nªn Ýt ®îc sö dông trõ khi kh«ng cã tô hoÆc m¸y bï ®ång bé.
Ngoµi c¸c thiÕt bÞ trªn cßn cã thÓ dïng ®éng c¬ ®ång bé lµm viÖc ë chÕ ®é qu¸ kÝch tõ hoÆc m¸y ph¸t ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é bï.
2. VÞ trÝ vµ ph©n phèi thiÕt bÞ bï trong m¹ng h×nh tia.
2.1. VÞ trÝ ®Æt bï.
ThiÕt bÞ bï cã thÓ ®Æt ë m¹ng cao ¸p hoÆc m¹ng h¹ ¸p víi nguyªn t¾c bè trÝ thiÕt bÞ bï sao cho ®¹t ®îc chi phÝ tÝnh to¸n nhá nhÊt.
M¸y bï ®ång bé do cã c«ng suÊt lín nªn thêng ®Æt tËp trung ë nh÷ng ®iÓm quan träng cña hÖ thèng ®iÖn.
Tô ®iÖn cã thÓ ®Æt ë m¹ng ®iÖn cao ¸p hoÆc ®iÖn ¸p thÊp.
Tô ®iÖn ¸p cao ®îc ®Æt tËp trung ë thanh c¸i cña tr¹m biÕn ¸p trung gian hoÆc tr¹m ph©n phèi. Nhê ®Æt tËp trung nªn viÖc theo dâi vËn hµnh c¸c tô ®iÖn dÓ dµng vµ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn viÖc tù ®éng ho¸ ®iÒu chØnh dung lîng bï. Bï tËp trung ë thanh c¸i ®iÖn ¸p cao cßn cã u ®iÓm n÷a lµ tËn dông hÕt kh¶ n¨ng bï cña tô v× ë vÞ trÝ nµy tô lµm viÖc liªn tôc nªn chóng ph¸t ph¸t c«ng suÊt bï tèi ®a. Nhîc ®iÓm chÝnh cña ph¬ng ¸n nµy lµ kh«ng bï ®îc c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ë m¹ng ®iÖn ¸p thÊp, do ®ã kh«ng cã t¸c dông gi¶m tæn thÊt c«ng suÊt vµ ®iÖn ¸p ë m¹ng ®iÖn ¸p thÊp.
Tô ®iÖn ®iÖn ¸p thÊp ®îc ®Æt theo 3 c¸ch:
+ §Æt tËp trung ë phÝa thanh c¸i ®iÖn ¸p thÊp cña tr¹m BAPX.
+ §Æt thµnh nhãm ë tñ ph©n phèi ®éng lùc.
+ §Æt ph©n t¸n ë tõng thiÕt bÞ dïng ®iÖn.
Trong 3 c¸ch trªn th× c¸ch ®Æt tô thµnh nhãm ë tñ ph©n phèi ®éng lùc thêng ®îc sö dông nhiÒu nhÊt v× c¸ch nµy cã hiÖu suÊt sö dông cao, gi¶m ®îc tæn thÊt trong c¶ m¹ng ®iÖn ¸p cao lÉn m¹ng ®iÖn ¸p thÊp.
2.2. Ph©n phèi dung lîng bï trong m¹ng h×nh tia.
Bµi to¸n ®Æt ra trong m¹ng ®iÖn h×nh tia cã n nh¸nh, tæng sè dung lîng bï lµ Qbï. Ph©n phèi dung lîng bï trªn c¸c nh¸nh sao cho tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông do c«ng suÊt ph¶n kh¸ng g©y ra lµ nhá nhÊt ®Ó hiÖu qu¶ bï ®¹t ®îc lín nhÊt.
Gi¶ sö dung lîng bï ®îc ph©n phèi trªn c¸c nh¸nh lÇn lît lµ: Qbï1, Qbï 2,..., Qbïn. Phô t¶i ph¶n kh¸ng vµ ®iÖn trë c¸c nh¸nh lÇn lît lµ Q1, Q2,..., Qn vµ R1, R2,..., Rn. Ta cã c«ng thøc sau:
Qbï 1 = Q1 - .Rtd (5.1)
Qbï 2 = Q2 - .Rtd (5.2)
Qbï n = Qn - .Rtd (5.3)
Trong ®ã:
Q: tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña phô t¶i tríc khi bï, kVAr.
Rt®: tæng trë t¬ng ®¬ng cña n nh¸nh.
Rt® = (5.4)
III. Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cho nhµ m¸y c¬ khÝ.
§Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n vµ ®Ó dÔ ®iÒu chØnh dung lîng bï ta quyÕt ®Þnh ®Æt thiÕt bÞ bï tËp trung ë thanh c¸i ®iÖn ¸p thÊp cña tr¹m biÕn ¸p ph©n xëng. Ta chän thiÕt bÞ bï lµ tô ®iÖn tÜnh lµm viÖc víi dßng ®iÖn vît tríc ®iÖn ¸p do ®ã nã cã thÓ sinh ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q cung cÊp cho m¹ng ®Ó n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cos cña toµn nhµ m¸y.
1. x¸c ®Þnh dung lîng bï.
Dung lîng bï cÇn thiÕt cho nhµ m¸y ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
Qbï = .PttNM.( tg) kVAr (5.5)
Trong ®ã:
PttNM: phô t¶i t¸c dông tÝnh to¸n cña nhµ m¸y, kW
PttNM = 4125,64 (kW)
: gãc øng víi hÖ sè c«ng suÊt trung b×nh tríc khi bï.
= 0,76 tg= 0,86
: gãc øng víi hÖ sè c«ng suÊt sau khi bï.
= 0,95 tg= 0,33
: hÖ sè xÐt ®Õn kh¶ n¨ng n©ng cao cos b»ng nh÷ng biÖn ph¸p kh«ng ®ßi hái ®Æt thiÕt bÞ bï, = 0,9¸1. Ta lÊy = 1.
Dung lîng bï cÇn thiÕt cho nhµ m¸y lµ:
Qbï = .PttNM.( tg)
= 1.4125,64.( 0,86 - 0,33 ) = 2186,59 kVAr
2. Ph©n phèi dung lîng bï cho c¸c tr¹m BAPX.
Tõ c¸c tr¹m PPTT vÒ c¸c tr¹m BAPX lµ m¹ng h×nh tia gåm 6 nh¸nh cã s¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n sau:
2.1. X¸c ®Þnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng.
· §iÖn trë cña c¸p.
Theo tÝnh to¸n cña ch¬ng IV ta ®· x¸c ®Þnh ®îc ®iÖn trë cña c¸p cao ¸p tõ tr¹m PPTT vÒ tr¹m BAPX.
§êng d©y lé kÐp:
RC = () (5.6)
B¶ng 5-1: §iÖn trë cña c¸p cao ¸p.
TuyÕn c¸p
ChiÒu dµi (m)
r0 ()
RC ()
PPTT - B1
110
1,47
0,081
PPTT - B3
45
1,47
0,033
PPTT - B4
110
1,47
0,081
PPTT - B5
70
1,47
0,051
PPTT - B6
155
1,47
0,114
· §iÖn trë cña m¸y biÕn ¸p.
Víi tr¹m cã hai m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song th×:
RB = () (5.7)
Tr¹m B1 cã S®mB = 1000 kVA víi = 13 kW.
RB1 = = = 0,65 ()
Tr¹m B2, B3, B5 cã S®mB = 800 kVA víi = 10,5 kW.
RB2 = RB3 = RB5 = = = 0,82 ()
Tr¹m B4, B6 cã S®mB = 500 kVA víi = 7,0 kW.
RB4 = RB6 = = = 1,4 ()
· §iÖn trë cña c¸c nh¸nh.
§iÖn trë cña mçi nh¸nh ®îc x¸c ®Þnh:
R = RC + RB
B¶ng 5-2: KÕt qu¶ tÝnh ®iÖn trë c¸c nh¸nh.
Tªn nh¸nh
RB ()
RC ()
R ()
PPTT - B1
0,65
0,081
0,731
PPTT - B2
0,82
0,063
0,883
PPTT - B3
0,82
0,033
0,853
PPTT - B4
1,4
0,081
1,481
PPTT - B5
0,82
0,051
0,871
PPTT - B6
1,4
0,114
1,514
· §iÖn trë t¬ng ®¬ng toµn m¹ng cao ¸p.
Rt® = (5.8)
=
Rt® = 0,163 ()
2.2. X¸c ®Þnh dung lîng bï t¹i thanh c¸i tr¹m BAPX.
¸p dông c«ng thøc tÝnh dung lîng bï trong m¹ng h×nh tia th× dung lîng bï t¹i mçi thanh c¸i cña tr¹m BAPX ®îc x¸c ®Þnh:
Qbï i = Qi - .Rtd
Trong ®ã:
Qbïi: Dung lîng bï cho nh¸nh i, kVAr.
Qi: C«ng suÊt ph¶n kh¸ng khi cha bï cña nh¸nh i, kVAr.
Q: Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tríc khi bï, kVAr
Q = 4404,8 kVAr
Rt®: §iÖn trë t¬ng ®¬ng m¹ng cao ¸p,
Ri: §iÖn trë cña nh¸nh i,
VËy:
Qbï 1 = Q1 - .Rtd
= 937,5 - .0,163 = 442,88 kVAr
Qbï 2 = Q2 - .Rtd
= 937,4 - .0,163 = 527,9 kVAr
Qbï 3 = Q3 - .Rtd
= 810 - .0,163 = 386,12 kVAr
Qbï 4 = Q4 - .Rtd
= 420 - .0,163 = 175,86 kVAr
Qbï 5 = Q5 - .Rtd
= 816,16 - .0,163 = 401,04 kVAr
Qbï 6 = Q6 - .Rtd
= 483,76 - .0,163 = 244,94 kVAr
C¨n cø vµo c«ng suÊt bï cÇn ®Æt t¹i mçi tr¹m biÕn ¸p ph©n xëng ta chän tô chÕ t¹o s½n cña Liªn X«. Ta cã b¶ng kÕt qu¶:
B¶ng 5-3: KÕt qu¶ ph©n bè dung lîng bï trong nhµ m¸y.
TuyÕn c¸p
Qtt
(kVAr)
Ri
()
Qbï
(kVAr)
Lo¹i tô
Qtô
(kVAr)
Sè lîng
PPTT-B1
937,5
0,731
442,88
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
8
PPTT-B2
937,4
0,883
527,9
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
10
PPTT-B3
810
0,853
386,12
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
8
PPTT-B4
420
1,481
175,86
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
4
PPTT-B5
816,16
0,871
401,04
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
8
PPTT-B6
483,76
1,514
244,94
KC2- 0,38- 50- 3Y3
50
4
Tæng dung lîng bï cho nhµ m¸y lµ:
= 2100 kVAr
HÖ sè cosj cña nhµ m¸y sau khi bï lµ:
cosjsaubï == (5.9)
= = 0,95
VËy sau khi bï hÖ sè c«ng suÊt ®· ®¹t yªu cÇu.
C¸c tr¹m ®Æt hai m¸y biÕn ¸p th× dung lîng bï chia ®«i ®Æt vÒ hai phÝa cña thanh c¸i h¹ ¸p.
S¬ ®å ph©n phèi dung lîng bï nh h×nh vÏ trang sau.
Ch¬ng 6
TÝnh to¸n nèi ®Êt
I. §Æt vÊn ®Ò
HÖ thèng cung cÊp ®iÖn lµm nhiÖm vô truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng ®Õn c¸c hé tiªu dïng ®iÖn. V× vËy, ®Æc ®iÓm quan träng cña hÖ thèng cung cÊp ®iÖn lµ ph©n bè trªn diÖn tÝch réng vµ thêng xuyªn cã ngêi lµm viÖc víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn. C¸ch ®iÖn cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn bÞ chäc thñng, ngêi vËn hµnh kh«ng tu©n theo c¸c quy t¾c vÒ an toµn,... ®ã lµ nh÷ng nguyªn nh©n chñ yÕu dÉn ®Õn tai n¹n ®iÖn giËt. SÐt ®¸nh trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp vµo thiÕt bÞ ®iÖn kh«ng nh÷ng lµm h háng thiÕt bÞ ®iÖn mµ cßn g©y nguy hiÓm cho ngêi vËn hµnh. V× thÕ trong hÖ thèng ®iÖn nhÊt thiÕt ph¶i cã biÖn ph¸p an toµn cã hiÖu qu¶ vµ t¬ng ®èi ®¬n gi¶n lµ thùc hiÖn viÖc nèi ®Êt vµ ®Æt c¸c thiÕt bÞ chèng sÐt.
Møc ®é tæn th¬ng do ®iÖn giËt phô thuéc vµo cêng ®é, thêi gian t¸c dông vµ ®êng ®i cña dßng ®iÖn ch¹y qua ngêi. §ång thêi còng phô thuéc vµo søc khoÎ vµ tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn cña c¬ thÓ ngêi bÞ ®iÖn giËt. Nãi chung dßng ®iÖn cã trÞ sè 100 mmA ®· cã thÓ lµm cho chÕt ngêi song còng cã trêng hîp ngêi bÞ chÕt khi dßng ®iÖn chØ cã 5 ¸ 10 mmA, ®ã lµ v× cßn phô thuéc vµo t×nh tr¹ng søc khoÎ cña n¹n nh©n.
Tai n¹n bÞ ®iÖn giËt thêng x¶y ra do ngêi vËn hµnh v« ý ch¹m vµo bé phËn mang ®iÖn hoÆc do tiÕp xóc víi c¸c bé phËn cña thiÕt bÞ ®iÖn b×nh thêng kh«ng mang ®iÖn nhng do c¸ch ®iÖn bÞ háng trë nªn mang ®iÖn. §Ó tr¸nh bÞ ®iÖn giËt tríc tiªn ph¶i chÊp hµnh nghiªm chØnh quy t¾c vËn hµnh c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, thø n÷a, ph¶i thùc hiÖn nèi ®Êt c¸c bé phËn cã thÓ mang ®iÖn khi c¸ch ®iÖn bÞ háng: th«ng thêng c¸c vá m¸y b»ng kim lo¹i ®Òu ph¶i nèi ®Êt.
Nèi ®Êt lµ biÖn ph¸p an toµn vµ hiÖu qu¶ ®Ó b¶o vÖ chèng ®iÖn giËt do tiÕp xóc gi¸n tiÕp.
II. Nèi ®Êt vµ trang bÞ nèi ®Êt
Nèi ®Êt lµ biÖn ph¸p an toµn trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn.. NÕu c¸ch ®iÖn bÞ h háng vá thiÕt bÞ sÏ mang ®iÖn ¸p vµ cã dßng ®iÖn rß ch¹y tõ vá thiÕt bÞ xuèng ®Êt. Lóc nµy nÕu ngêi vËn hµnh ch¹m ph¶i vá thiÕt bÞ th× ®iÖn trë cña ngêi sÏ m¾c song song víi ®iÖn trë nèi ®Êt do ®ã dßng ®iÖn ch¹y qua ngêi sÏ b»ng:
(6.1)
Trong ®ã:
- I®: Dßng ®iÖn ch¹y qua ®iÖn trë ®Êt (A).
- R®: §iÖn trë nèi ®Êt ().
- Rng: §iÖn trë cña ngêi ().
Tõ biÓu thøc trªn ta thÊy nÕu thùc hiÖn ®iÖn trë nèi ®Êt tèt ®Ó cã R® << Rng
th× dßng ®iÖn ch¹y qua ngêi sÏ nhá ®Õn møc kh«ng g©y nguy hiÓm cho ngêi.
Trang bÞ nèi ®Êt bao gåm c¸c ®iÖn cùc vµ d©y nèi ®Êt. C¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt ®îc ch«n trùc tiÕp trong ®Êt, c¸c d©y nèi ®Êt dïng ®Ó nèi liÒn c¸c bé phËn ®îc nèi ®Êt víi c¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt.
Nèi ®Êt lµ biÖn ph¸p kü thuËt rÊt quan träng trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn gãp phÇn vËn hµnh an toµn cung cÊp ®iÖn
III. TÝnh to¸n trang bÞ nèi ®Êt.
3.1. C¸ch thùc hiÖn nèi ®Êt.
Cã hai lo¹i nèi ®Êt, nèi ®Êt tù nhiªn vµ nèi ®Êt nh©n t¹o.
· Nèi ®Êt tù nhiªn:
Nèi ®Êt tù nhiªn lµ sö dông c¸c èng dÉn níc hay c¸c èng b»ng kim lo¹i kh¸c (trõ c¸c èng dÉn nhiªn liÖu láng vµ khÝ dÔ ch¸y) ®Æt trong ®Êt, c¸c vá bäc kim lo¹i cña c¸c cöa, c¸c c«ng tr×nh nèi ®Êt, c¸c vá bäc kim lo¹i cña c¸p ®Æt trong ®Êt, ... lµm trang bÞ nèi ®Êt.
Khi tÝnh to¸n trang bÞ nèi ®Êt cÇn ph¶i tËn dông c¸c vËt nèi ®Êt tù nhiªn cã s½n. §iÖn trë nèi ®Êt tù nhiªn cña c¸c vËt nèi ®Êt tù nhiªn ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ®o lêng thùc tÕ t¹i chæ hay lÊy theo c¸c tµi liÖu thùc tÕ.
· Nèi ®Êt nh©n t¹o:
Thêng ®îc thùc hiÖn b»ng cäc thÐp, èng thÐp, thanh thÐp dÑt h×nh chö nhËt hoÆc thÐp gãc dµi 2 ¸ 3 m ch«n s©u xuèng ®Êt sao cho ®Çu trªn cña chóng c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng 0,5 ¸ 0,7 m. Nhê vËy gi¶m ®îc sù thay ®æi cña ®iÖn trë nèi ®Êt theo thêi tiÕt.
C¸c èng thÐp hoÆc thanh thÐp ®ã ®îc nèi víi nhau b»ng c¸ch hµn víi thanh thÐp n»m ngang ®Æt ë ®é s©u 0,5 ¸ 0,7 m.
§Ó chèng ¨n mßn, c¸c èng thÐp ®Æt trong ®Êt ph¶i cã bÒ dµy kh«ng ®îc nhá h¬n 3,5 mm, bÒ dµy c¸c thanh thÐp dÑt thÐp gãc kh«ng ®îc nhá h¬n 4 mm. TiÕt diÖn nhá nhÊt cho phÐp cña thanh thÐp lµ 48 mm2.
D©y nèi ®Êt cÇn cã tiÕt diÖn tho¶ m·n ®é bÒn c¬ khÝ vµ æn ®Þnh nhiÖt, chÞu ®îc dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi, d©y nèi kh«ng ®îc bÐ h¬n 1/3 tiÕt diÖn d©y dÉn pha, thêng dïng thÐp cã tiÕt diÖn 120 mm2, nh«m cã tiÕt diÖn 35 mm2 hoÆc ®ång cã tiÕt diÖn 25 mm2.
§iÖn trë nèi ®Êt cña trang bÞ nèi ®Êt kh«ng ®îc lín h¬n c¸c trÞ sè ®· ®îc quy ®Þnh trong c¸c quy ph¹m.
§èi víi líi ®iÖn cã ®iÖn ¸p trªn 1000 V cã dßng ch¹m ®Êt lín, tøc lµ trong c¸c m¹ng cã ®iÓm trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt hay nèi ®Êt qua ®iÖn trë nhá (m¹ng ®iÖn 110 kV vµ cao h¬n) th× hÖ thèng nèi ®Êt ph¶i cã ®iÖn trë nèi ®Êt tho¶ m·n Rn® 0,5 víi bÊt kú thêi ®iÓm nµo trong n¨m.
Trong m¹ng cã dßng ch¹m ®Êt lín b¾t buéc ph¶i cã nèi ®Êt nh©n t¹o trong mäi trêng hîp kh«ng phô thuéc vµo nèi ®Êt tù nhiªn, ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o kh«ng ®îc lín h¬n 1 .
Víi líi ®iÖn cã ®iÖn ¸p trªn 1000 V, dßng ch¹m ®Êt bÐ, tøc lµ m¹ng ®iÖn cã ®iÓm trung tÝnh kh«ng nèi ®Êt trùc tiÕp hoÆc nèi ®Êt qua cuén dËp hå quang. Trong líi ®iÖn nµy thêng b¶o vÖ r¬le kh«ng t¸c ®éng c¾t bé phËn hoÆc thiÕt bÞ cã ch¹m ®Êt 1 pha. V× thÕ ch¹m ®Êt 1 pha cã thÓ kÐo dµi, ®iÖn ¸p UN trªn thiÕt bÞ ®iÖn bÞ ch¹m ®Êt còng sÏ tån t¹i l©u dµi lµm t¨ng x¸c suÊt ngêi tiÕp xóc víi thiÕt bÞ cã ®iÖn ¸p U®. V× vËy quy ph¹m quy ®Þnh ®iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt t¹i thêi ®iÓm bÊt kú trong n¨m nh sau:
- Khi dïng trang bÞ nèi ®Êt chung cho c¶ ®iÖn ¸p díi vµ trªn 1000 V:
R® (6.2)
- Khi dïng riªng trang bÞ nèi ®Êt cho c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cã ®iÖn ¸p trªn 1000 V:
R® (6.3)
Trong ®ã:
- 125 vµ 250: ®iÖn ¸p lín nhÊt cho phÐp cña trang bÞ nèi ®Êt.
- I®: dßng ®iÖn tÝnh to¸n ch¹m ®Êt 1 pha.
Trong c¶ hai trêng hîp ®iÖn trë nèi ®Êt kh«ng ®îc vît qu¸ 10 .
§èi víi m¹ng ®iÖn cã ®iÖn ¸p nhá h¬n 1000 V, ®iÖn trë nèi ®Êt t¹i mäi thêi ®iÓm trong n¨m kh«ng ®îc vît qu¸ 4 .
IV. TÝnh to¸n nèi ®Êt cho nhµ m¸y.
Nh ®· ph©n tÝch ë trªn th× hÖ thèng nèi ®Êt cña nhµ m¸y ph¶i cã ®iÖn trë nèi ®Êt tho¶ m·n
R® 4
HÖ thèng nèi ®Êt nµy bao gåm:
· Nèi ®Êt lµm viÖc
· Nèi ®Êt an toµn
· HÖ thèng nèi ®Êt chèng sÐt ®îc thùc hiÖn riªng rÏ vµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai hÖ thèng nèi ®Êt nµy Ýt nhÊt lµ 6 m.
HÖ thèng nèi ®Êt chèng sÐt cã ®iÖn trë nèi ®Êt lµ:
R® 4
4.1. X¸c ®Þnh ®iÖn trë cña mét ®iÖn cùc ch«n th¼ng ®øng.
HÖ thèng nèi ®Êt bao gåm c¸c thanh thÐp gãc L 60 ´ 60 ´ 6 mm dµi 2,5 m lµm cäc th¼ng ®øng cña thiÕt bÞ nèi ®Êt, c¸c cäc ®îc ch«n s©u 0,7 m vµ ®îc ch«n thµnh m¹ch vßng c¸ch nhau 5 m, c¸c cäc ®îc nèi víi nhau bëi thÐp dÑt
40 ´ 4 mm ë ®é s©u 0,8 m.
§iÖn trë t¶n cña mét cäc tÝnh nh sau:
Trong ®ã:
d: §êng kÝnh ngoµi cña cäc, d = 0,95.6 = 5,7 cm
b: BÒ réng cña thanh thÐp gãc, b = 6 cm
l: ChiÒu dµi cña cäc, l = 2,5 m
t: §é ch«n sau tÝnh tõ mÆt ®Êt ®Õn gi÷a cäc, t =70 + 205/2 = 195 cm
= 1,5.0,4.104 = 0,6.104
Tõ ®ã ta tÝnh ®îc ®iÖn trë nèi ®Êt cña mét cäc
= 18,36
4.2. X¸c ®Þnh s¬ bé cäc.
Dù kiÕn ®Æt 10 cäc ®îc ch«n thµnh m¹ch vßng c¸ch nhau 5 m, do vËy tû sè:
Tra b¶ng phô lôc 6.6 gi¸o tr×nh cung cÊp ®iÖn ta cã ksd = 0,69
Trong ®ã ksd lµ hÖ sè sö dông cäc.
§iÖn trë khuyÕch t¸n cña 10 cäc lµ:
Rc = = = 2,7
Thanh nèi cã chiÒu réng 4 cm ®îc ch«n s©u 0,8 m vµ ®îc nèi qua 10 cäc, vËy chiÒu dµi cña thanh nèi lµ 50 m
§iÖn trë khuyÕch t¸n cña thanh nèi ®îc tÝnh nh sau:
R't =
Trong ®ã:
l: ChiÒu dµi m¹ch vßng t¹o nªn bëi thanh nèi, l = 5000 cm
b: ChiÒu réng thanh nèi, b = 4 cm
t: ChiÒu s©u ch«n thanh nèi, t = 0,8 m
= 1,5.0,4.104 = 0,6.104
Tõ ®ã tÝnh ®îc ®iÖn trë cña thanh nèi.
R't = = 2,3
Tra b¶ng ta cã hiÖu suÊt sö dông thanh nèi lµ ksd = 0,4
VËy
Rt = = 5,75
§iÖn trë nèi ®Êt cña hÖ thèng nèi ®Êt lµ
Rn® = = = 1,84
TrÞ sè nµy tho¶ m·n Rn® 4 , vËy hÖ thèng nèi theo thiÕt kÕ tho¶ m·n yªu cÇu
V. S¬ ®å nèi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®Õn hÖ thèng nèi ®Êt.
V× nhµ m¸y cã nhiÒu ph©n xëng mµ mçi ph©n xëng dïng mét hÖ thèng nèi ®Êt ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn díi 4 th× chóng ta thÊy nh sau:
+RÊt tèn kÐm.
+Trong nhiÒu trêng hîp xÈy ra ch¹m ®Êt hai pha cã hËu qu¶ nghiªm träng.
+NÕu trong nhµ m¸y ta sö dông mét hÖ thèng nèi ®Êt th× dÔ dµng ®¹t ®îc ®iÖn trë nèi ®Êt cÇn thiÕt.
V× vËy tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®îc nèi chung mét hÖ thèng nèi ®Êt.
Vâ cña thiÕt bÞ ®iÖn ®îc nèi ®Õn d©y cña c¸c ph©n nh¸nh, råi ®Õn d©y chÝnh vµ ®a ®Õn hÖ thèng nèi ®Êt. §êng d©y chÝnh b¶o vÖ ®îc gäi lµ vµnh ®ai tiÕp ®Êt, vµnh ®ai nµy ®i qua c¸c ph©n xëng cã ®Æt c¸c thiÕt bÞ cÇn ®îc tiÕp ®Êt b¶o vÖ vµ vµnh ®ai nµy t¹o thµnh mét m¹ch kÝn. Vµnh ®ai tiÕp ®Êt nµy sÏ ®îc nèi ®Õn hÖ thèng nèi ®Êt b»ng hai ®iÓm nèi c¸ch xa nhau:
S¬ ®å nèi thùc hiÖn nh sau:
PhÇn II.
ThiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng
cho nhµ m¸y c¬ khÝ
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 nhµ m¸y c¬ khÝ.
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 nhµ m¸y. 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 söa ch÷a c¬ khÝ 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 söa ch÷a c¬ khÝ.
1. x¸c ®Þnh sè lîng vµ c«ng suÊt cña bãng ®Ìn.
Ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ lµ ph©n xëng s¶n xuÊt cã bôi bÆm, khãi 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 söa ch÷a c¬ khÝ cã chiÒu dµi a = 55 m vµ chiÒu réng b = 15 m víi tæng diÖn tÝch S = 825 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 5,0 (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 = 5,0 - hlv - hc = 5,0 - 0,8 = 3,5 (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 33 bãng trong ®ã chia lµm 11 d·y, mçi d·y 3 bãng, c¸c bãng c¸ch nhau 5 m, c¸ch têng 2,5 m.
X¸c ®Þnh chØ sè phßng:
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 = 33. 200 = 6600 W = 6,6 kW
3. ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn chiÕu s¸ng.
Theo tÝnh to¸n ch¬ng III, nguån chiÕu s¸ng cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ ®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.
V. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n xëng kh¸c.
1. Ph¬ng ¸n tÝnh to¸n chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn sîi ®èt cho c¸c ph©n xëng.
Nhµ m¸y thiÕt kÕ lµ nhµ m¸y c¬ khÝ trung quy m« nªn chñ yÕu c¸c ph©n xëng lµm c¸c c«ng ®o¹n gia c«ng vµ chi tiÕt m¸y víi nhiÒu c«ng cô thêng cã ®é cao g©y ra nhiÒu bãng tèi, v× thÕ cÇn ®îc chiÕu s¸ng tèt víi ¸nh s¸ng thËt. Ta sö dông h×nh thøc chiÕu s¸ng chung ph©n bè ®Òu cã chän läc b»ng ®Ìn sîi ®èt cho c¸c ph©n xëng.
Ta gi¶ thiÕt c¸c ph©n xëng cã cïng ®é cao cña trÇn nhµ, cã cïng ®é treo cao cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c, hÖ sè ph¶n x¹ cña têng vµ trÇn nhµ nh nhau.
Cô thÓ:
HtrÇn = 5,0 m; hC = 0,7 m; hlv = 0,8 m; = 30%; = 50%
1.1 Ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i.
Ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i cã diÖn tÝch S = (65x40) = 2600 m2, ta chia thµnh 3 khu chiÕu s¸ng víi diÖn tÝch mçi khu lµ (21,7x40) = 868 m2. Ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña mét khu, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 32 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 4 d·y mçi d·y 8 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 4,02
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,47
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Tæng sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
= 3.32 = 96 (bãng)
1.2. Ph©n xëng l¾p r¸p c¬ khÝ.
Ph©n xëng l¾p r¸p c¬ khÝ cã diÖn tÝch S = (100x35) = 3500 m2, ta chia thµnh 4 khu chiÕu s¸ng víi diÖn tÝch mçi khu lµ (25x35) = 875 m2. Ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña mét khu, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 35 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 5 d·y mçi d·y 7 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 4,17
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,472
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ph©n xëng l¾p r¸p c¬ khÝ lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Tæng sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
= 4.35 = 140 (bãng)
1.3. Ph©n xëng ®óc.
Ph©n xëng ®óc cã diÖn tÝch S = (75x40) = 3000 m2, ta chia thµnh 3 khu chiÕu s¸ng víi diÖn tÝch mçi khu lµ (25x40) = 1000 m2. Ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña mét khu, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 40 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 5 d·y mçi d·y 8 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 4,39
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,474
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ph©n xëng ®óc lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Tæng sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
= 3.40 = 120 (bãng)
1.4. Ph©n xëng nÐn khÝ.
Ph©n xëng nÐn khÝ cã diÖn tÝch S = (50x30) = 1500 m2, ta chia thµnh 2 khu chiÕu s¸ng víi diÖn tÝch mçi khu lµ (25x30) = 750 m2. Ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña mét khu, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 40 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 5 d·y mçi d·y 8 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 3,89
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,469
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ph©n xëng ®óc lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Tæng sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
= 2.30 = 60 (bãng)
1.5. Ph©n xëng rÌn.
Ph©n xëng rÌn cã diÖn tÝch S = (60x50) = 3000 m2, ta chia thµnh 3 khu chiÕu s¸ng víi diÖn tÝch mçi khu lµ (20x50) = 1000 m2. Ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña mét khu, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 40 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 4 d·y mçi d·y 10 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 4,08
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,471
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ph©n xëng ®óc lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Tæng sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
= 3.40 = 120 (bãng)
1.6. Tr¹m b¬m.
Tr¹m b¬m cã diÖn tÝch S = (30x20) = 600 m2, ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña tr¹m b¬m, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 24 bãng ®Ìn cho tr¹m b¬m, ®Ìn ®îc chia thµnh 6 d·y mçi d·y 4 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 3,43
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,458
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu cho tr¹m b¬m lµ: E = 30 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 200 W cã quang th«ng F = 2528 lm.
Sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
n = 24 (bãng)
1.7. Ph©n xëng gia c«ng gç.
Ph©n xëng gia c«ng gç cã diÖn tÝch S = (45x20) = 900 m2, ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña ph©n xëng, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 36 bãng ®Ìn cho tßan ph©n xëng, ®Ìn ®îc chia thµnh 9 d·y mçi d·y 4 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 3,96
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,47
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ph©n xëng gia c«ng gç lµ: E = 30 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 200 W cã quang th«ng F = 2528 lm.
Sè bãng sö dông cho ph©n xëng lµ:
n = 36 (bãng)
1.8. Ban qu¶n lý nhµ m¸y.
Ban qu¶n lý nhµ m¸y cã diÖn tÝch S = (40x15) = 600 m2, ta bè trÝ ®Ìn ë d¹ng h×nh vu«ng cã c¹nh lµ L (m), vÞ trÝ cña ®Ìn so víi mÆt c«ng t¸c lµ:
H = 5,0 - 0,7 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra b¶ng chän chao ®Ìn v¹n n¨ng cã , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dùa vµo diÖn tÝch cña ban qu¶n lý nhµ m¸y, chän L = 5 m. Ta bè trÝ 24 bãng ®Ìn cho mçi khu, ®Ìn ®îc chia thµnh 8 d·y mçi d·y 3 bãng.
ChØ sè cña phßng lµ:
= = 3,12
Tra b¶ng phô lôc ta ®îc hÖ sè sö dông lµ:
ksd = 0,454
HÖ sè dù tr÷: k = 1,3
HÖ sè tÝnh to¸n: Z = 1,1
Chän ®é räi tèi thiÓu trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña ban qu¶n lý nhµ m¸y lµ:
E = 100 lx
Quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn lµ:
(lm)
Chän bãng ®Ìn sîi ®èt cã ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt P = 300 W cã quang th«ng F = 8700 lm.
Sè bãng sö dông cho ban qu¶n lý nhµ m¸y lµ:
n = 24 (bãng)
1.9. Tæng kÕt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn sîi ®èt.
B¶ng 2-1: Tæng kÕt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng dïng ®Ìn sîi ®èt.
Tªn ph©n xëng
DiÖn tÝch
(m2)
§iÖn ¸p
(V)
C«ng suÊt
(W)
Quang th«ng
(lm)
Tæng
sè bãng
P.x kÕt cÊu kim lo¹i
2600
220/380
300
8700
96
P.x l¾p r¸p c¬ khÝ
3500
220/380
300
8700
140
P.x ®óc
3000
220/380
300
8700
120
P.x nÐn khÝ
1500
220/380
300
8700
60
P.x rÌn
3000
220/380
300
8700
120
Tr¹m b¬m
600
220/380
200
2528
24
P.x söa ch÷a c¬ khÝ
825
220/380
200
2528
33
P.x gia c«ng gç
900
220/380
200
2528
36
Ban q.lý nhµ m¸y
600
220/380
300
8700
24
Tæng
653
Tæng c«ng suÊt cña ®Ìn sîi ®èt trong toµn nhµ m¸y 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 SCCK, gia c«ng gç vµ tr¹m b¬m 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 kÕt cÊu kim lo¹i.
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)
2.2. Thay thÕ cho ph©n xëng l¾p r¸p c¬ khÝ.
T¬ng tù nh ®èi víi ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i, ta 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 = (4x140) = 560 (bãng)
C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ:
= n.P = 560.40 = 22400 (W) = 22,4 (kW)
2.3. Thay thÕ cho ph©n xëng ®óc.
T¬ng tù nh ®èi víi ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i, ta 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 = (4x120) = 480 (bãng)
C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ:
= n.P = 480.40 = 19200 (W) = 19,2 (kW)
2.4. Thay thÕ cho ph©n nÐn khÝ.
T¬ng tù nh ®èi víi ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i, ta 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 = (4x60) = 240 (bãng)
C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ:
= n.P = 240.40 = 9600 (W) = 9,6 (kW)
2.5. Thay thÕ cho ph©n xëng rÌn.
T¬ng tù nh ®èi víi ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i, ta 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 = (4x120) = 480 (bãng)
C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ:
= n.P = 480.40 = 19200 (W) = 19,2 (kW)
2.6. Thay thÕ cho ban qu¶n lý nhµ m¸y.
T¬ng tù nh ®èi víi ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i, ta 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 = (4x24) = 96 (bãng)
C«ng suÊt tæng cña c¸c bãng ®Ìn lµ:
= n.P = 96.40 = 3840 (W) = 3,84 (kW)
2.7 Tæng kÕt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng dïng ®Ìn sîi ®èt vµ ®Ìn huúnh quang.
B¶ng 2-2: Tæng kÕt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng dïng ®Ìn sîi ®èt vµ ®Ìn huúnh quang.
Tªn ph©n xëng
DiÖn tÝch
(m2)
§iÖn ¸p
(V)
C«ng suÊt
(W)
Quang th«ng
(lm)
Tæng
sè bãng
P.x kÕt cÊu kim lo¹i
2600
220/380
40
2250
384
P.x l¾p r¸p c¬ khÝ
3500
220/380
40
2250
560
P.x ®óc
3000
220/380
40
2250
480
P.x nÐn khÝ
1500
220/380
40
2250
240
P.x rÌn
3000
220/380
40
2250
480
Tr¹m b¬m
600
220/380
200 ‘*’
2528
24
P.x söa ch÷a c¬ khÝ
825
220/380
200 ‘*’
2528
33
P.x gia c«ng gç
900
220/380
200 ‘*’
2528
36
Ban q.lý nhµ m¸y
600
220/380
40
2250
96
Trong ®ã ‘*’lµ c«ng suÊt bãng ®Ìn sîi ®èt kh«ng thay thÕ.
Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang thay thÕ lµ:
n = 2240 (bãng)
Tæng c«ng suÊt tiªu thô cña c¸c lo¹i bãng ®Ìn lµ:
= 0,04.2240 + 0,2.(24 + 33 + 36) = 108,2 (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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
Cung cap dien NM co khi co Hai.doc
