Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường (09 phân xưởng)

Sè bé tô Qbï thùc tÕ (kVAr) TPP -T1 63,40 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 2 72 TPP -T2 670,18 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 19 684 TPP -T3 193,9 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 6 216 TPP -T4 575,88 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 16 576 Tæng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng bï thùc tÕ cho nhµ m¸y lµ : Qbï2 = 72 + 684 + 216 + 576 = 1548 (kVAr) HÖ sè c«ng suÊt cña nhµ m¸y sau khi bï lµ : cos= cos = 0,99 Ch­¬ng 6 : TÝnh to¸n nèi ®Êt Nèi ®Êt lµ biÖn ph¸p an toµn hÖ thèng cung cÊp ®iÖn v× ®Æc ®iÓm quan träng cña hÖ thèng cung cÊp ®iÖn ph©n bæ ®Òu trªn diÖn tÝch réng vµ th­êng xuyªn cã ng­êi lµm viÖc víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, nÕu c¸ch ®iÖn cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn bÞ chäc thñng vµ ng­êi vËn hµnh kh«ng tu©n theo c¸c quy t¾c an toµn th× t¹i c¸c vá thiÕt bÞ, c¸c cÇm tay v.v… sÏ cã ®iÖn g©y nguy hiÓm cho vËn hµnh. SÐt ®¸nh trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp vµo thiÕt bÞ ®iÖn kh«ng nh÷ng lµm h­ háng c¸c thiÕt bÞ ®iÖn mµ cßn g©y nguy hiÓm cho ng­êi v©n hµnh. V× vËy trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn nhÊt thiÕt ph¶i cã biÖn ph¸p an toµn cã hiÖu qu¶ vµ t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n lµ thùc hiÖn nèi ®Êt vµ ®Æt c¸c thiÕt bÞ chèng sÐt . ViÖc nèi ®Êt cho c¸c bé phËn kim lo¹i mµ cã kh¶ n¨ng cã ®iÖn khi c¸ch ®iÖn bÞ háng nh»m ®¶m b¶o cho ®iÖn thÕ tiÕp xóc lu«n cã gi¸ trÞ kh«ng g©y nhuy hiÓm cho con ng­êi. Tïy theo tÝnh chÊt cña tõng m¹ng ®iÖn ( dßng ®iÖn ch¹m ®Êt nhá hay lín, thêi gian tån t¹i l©u hay ng¾n …), tïy thuéc vµo møc ®é cña viÖc nèi ®Êt cã gi¸ trÞ phï hîp. §iÖn trë nèi ®Êt cña mét cäc hay mét vËt nèi ®Êt cã kÝch th­íc nhá th­êng kh«ng thâa m·n ®­îc trÞ sè cÇn thiÕt nen th­êng ph¶i dïng c¶ hÖ thèng nèi ®Êt kh¸c míi ®¹t yªu cÇu. I. TÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt cÇn thiÕt . HÖ thèng cung cÊp ®iÖn cña nhµ m¸y gåm 2 cÊp ®iÖn ¸p lµ 10kV vµ 0,4kV. M¹ng ®iÖn 10kV cã trung tÝnh c¸ch ®iÖn ®èi víi ®Êt, dßng ®iÖn ch¹m ®Êt nhá vµ tån t¹i kh¸ l©u. M¹ng ®iÖn 0,4 kV cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt nh­ng dßng ®iÖn ch¹m ®¾t th­êng kh«ng ®ñ lµm cho c¸c bé phËn b¶o vÖ c¾t m¹ch. V× vËy x¸c suÊt ch¹m vá rÊt cao nªn viÖc nèi ®Êt an toµn cho c¸c thiÕt bÞ trong nhµ m¸y lµ cÇn thiÕt . C¸c thiÕt bÞ ë c¶ 2 cÊp ®iÖn ¸p sÏ ®­îc sö dông chung mét hÖ thèng nèi ®Êt . Theo quy ®Þnh vÒ an toµn trong tr­êng hîp nµy ®iÖn ¸p tiÕp xóc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 125V. Dßng ®iÖn ch¹m ®Êt trong m¹ng 10kV lµ 30A. §iÖn trë nèi ®Êt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: r® (7-1) (TL1) Trong ®ã : r® - §iÖn trë nèi ®Êt (). U® - §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë nèi ®Êt . I® - Dßng ®iÖn ch¹m ®Êt . Nh­ vËy ®iÖn trë nèi ®Êt cÇn thùc hiÖn ë ®©y lµ : r® = Do ®iÖn trë nèi ®Êt trong m¹ng 0,4kV theo quy ®Þnh kh«ng v­ît qu¸ 4. V× vËy ®iÖn trë nèi ®Êt cÇn thùc hiÖn ë ®ay lµ 4. II. X¸c ®Þnh ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o . Khi tÝnh to¸n x©y dung hÖ thèng nèi ®Êt cÇn sö dông triÖt ®Ó hÖ thèng nèi ®Êt tù nhiªn nh­ sö dông c¸c èng dÉn n­íc hay c¸c èng b»ng kim lo¹i trong ®Êt. C¸c kÕt cÊu b»ng kim lo¹i cña nhµ cöa, c¸c c«ng tr×nh cã nèi ®Êt v.v… lµm trang bÞ nèi ®Êt . §èi víi c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp th­êng lÊy ®iÖn trë nèi ®Êt tù nhiªn lµ 8(). Trong khi ®ã ®iÖn trë nèi ®Êt theo yªu cÇu lµ 4() v× vËy ph¶i x©y dung thªm mét hÖ thèng nèi ®Êt nh©n t¹o . §iÖn trë nèi ®¸t nh©n t¹o ph¶i ®­îc gi¸ trÞ sau: Rnt =() III. ThiÕt kÕ nèi ®Êt nh©n t¹o . Nèi ®Êt nh©n t¹o th­êng ®­îc thùc hiÖn b»ng c¹c thÐp, èng thÐp, thanh thÐp dÑ h×nh ch÷ 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 0,5-0,7m. C¸c èng thÐp hay thanh thÐp ®ã ®­îc nèi víi nhau b»ng c¸c thanh thÐp n»m ngang ch«n s©u kho¶ng 0,5 -0,7(m). D©y nèi ®Êt cã tiÕt diÖn thâa m·n ®é bÒn c¬ khÝ vµ æn ®Þnh nhiÖt, chiÑu ®wocj dßng ®iÑn cho phÐp l©u dµi . Chän cäc thÐp gãc (L60 x60mm) cã ®é dµi 2,5(m). ch«n s©u d­íi ®Êt, ®Çu trªn cña c¹c c¸ch mÆt ®Êt 50(mm) . C¸c cäc nµy ®­îc nèi víi nhau b»ng thanh dÑt 50(mm), hµn ë ®Çu trªn cña cäc, c¸ch mÆt ®Êt 50(cm). §iÖn trë suÊt cña ®Êt p =2,10(/cm). Tra phô lôc 2-66 trang 162 (Gi¸o tr×nh cung cÊp ®iÖn tËp 2). §èi víi lo¹i ®Êt kh« ta cã : kmax thanh = 4,5. kmax cäc = 1,4. *X¸c ®Þnh ®iÖn trë nèi ®Êt cña mét cäc . RIC =(lg) () (7-2) (TL1) Trong ®ã : R1C - §iÖn trë nèi ®¸t cña mét cäc () 1 -chiÒu dµi cña cäc 1=250 (cm) r -§iÖn trë suÊt cña ®Êt : r = 2.10/cm. d - §­êng kÝnh cña cäc (cm). ë ®©y sö dông thÐp gãc, ®­êng kÝnh ngoµi ®¼ng trÞ ®­îc tÝnh : d = 0,95b = 0,95.6 = 5,7(cm) t - ®é ch«n s©u : t = 0,7 + 2,5/2 = 1,95(cm) kmax - hÖ sè mïa : kmax = 1,5. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (7-2 ta ®­îc. R1c = Bè trÝ cäc theo vßng kÝn ch÷ nhËt kho¶ng c¸c gi÷a 2 cäc gÇn nhau lµ : a = 5m ; tØ sè Tra phô lôc 6.6 trang 394 (TL1) víi c¸ch bè trÝ cäc theo vßng kÝn h×nh ch÷ nhËt vµ tØ sè = 2 ta ®­îc hÖ sè sö dông cña cäc lµ 0,64. X¸c ®Þnh s¬ bé sè cäc cÇn lµ: n = (cäc) Chän sè cäc lµ 17 v× trong hÖ thèng nèi ®Êt cßn cã thµnh phÇn cöa thanh dÉn. Víi sè cäc lµ 17 th× sÏ ph¶i dïng thanh dµi lµ: L = a.n = 5.17 = 85 (m) Ch«n s©u50(cm), hÖ sè sö dông cña thanh lµ 0,32. X¸c ®Þnh ®iÖn trë cña thanh nèi n»m ngang . Chän p =2.10/cm. L - Lµ chiÒu dµi cña thanh nèi (cm) kt - hÖ sè mïa, chän kt =2 b - bÒ réng thanh nèi (cm), b =50 9 (mm) t - §é ch«n s©u cña thanh nèi : t =50 (cm). Thay c¸c gi¸ trÞ cô thÓ vµo c«ng thøc (7 -3) ta tÝnh ®­îc ®iÖn trë nèi ®Êt cña thanh lµ : Rt = VËy ®iÖn trë nèi ®Êt chÝnh x¸c cña hÖ thèng cäc cÇn thiÕt lµ : Rt = () VËy sè cäc cÇn dïng lµ : n = (cäc) VËy ta chän 17 cäc trong phÇn tÝnh s¬ bé lµ thâa m·n yªu cÇu nèi ®Êt . Khi ®ã ®iÖn trë nèi ®Êt cña hÖ thèng cäc lµ : Rc = * §iÖn trë cña thiÕt bÞ nèi ®Êt gåm c¶ hÖ thèng cäc vµ thanh nèi n»m ngang lµ : Rc® = * §iÖn trë nèi ®Êt cña c¶ hÖ thèng thùc tÕ lµ : Rtt = VËy hÖ thèng nèi ®Êt nh©n t¹o víi sè cäc lµ 17 vµ bè trÝ theo chu vi h×nh ch÷ nhËt víi c¸c sè liÖu nh­ trªn ta ®¹t ®­îc ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o lµ 8,4 (). KÕt hîp víi hÖ thèng lµ 3,6()nhá h¬n ®iÖn trë nèi ®Êt theo quy ®Þnh lµ 4(). VËy hÖ thèng nèi ®Êt nh­ trªn thâa m·n yªu cÇu cña nèi ®Êt an toµn . phÇn II ThiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng Ch­¬ng I Kh¸i niÖm vÒ ¸nh s¸ng 1.1. 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 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 l 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 ®iÓm tØ lÖ nghÞch víi kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®ã ®Õn nguån ph¸t. Sù ph©n bè tr­êng ®iÖn 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 tõ cã tÇn sè giao ®éng v. Mét nguån bøc x¹ bÊt kú vÝ dô mÆt trêi ph¸t 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 ,. Trong mçi cÆp mÆt ph¼ng chøa vµ cã v« sè sãng ®iÖn tõ gäi lµ “sãng ph¼ng” cã b­íc sãng l . Khi ®ã, vËn tèc truyÒn lµ C = v. l ( nÕu truyÒn trong m«i tr­êng ch©n kh«ng hay kh«ng khÝ th× 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 tÝch c¸c vÐc t¬ Çvµ ®­îc thÓ hiÖn b»ng c¸c l­îng 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 b»ng n¨ng l­îng gäi lµ c¸c ph«-t«n n¨ng l­îng. N¨ng l­îng: W = h.v Trong ®ã: h lµ h»ng sè Blank lÊy b»ng 6,6.10-34 J/ Hz. 2. Bøc x¹, ¸nh s¸ng, mµu s¾c: Mäi vËt thÓ ®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 sù dao ®éng cña c¸c phÇn tö vËt chÊt cÊu t¹o nªn vËt. Khi c¸c ph©n tö hay c¸c ph©n tö bÞ kÝch thÝch c¸c ®iÖn tõ (electron) cña chóng 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 vËt ph¸t ra tÊt c¶ c¸c b­íc sãng tõ 0 ®Õn ¥, nh­ng thùc nghiÖm ®· x¸c ®Þnh d­îc r»ng chØ c¸c bøc x¹ cã b­íc sãng n»m trong gi¶i ­u tiªn hÑp tõ 380 nm ® 760 nm míi cã t¸c dông lªn tÕ bµo thÇn kinh vâng m¹c vµ cã c¶m nhËn nh×n thÊy ®­îc. Nh­ vËy, ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc lµ nh÷ng sãng ®iÖn tõ cã mang n¨ng l­îng. 1.2. Phæ cña ¸nh s¸ng. N¨ng l­îng cña ¸nh s¸ng ph©n bæ kh«ng ®Òu cho tõng b­íc sãng, ®ång thêi g©y c¶m gi¸c cho m¾t ng­êi cña tõng lo¹i lµ 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 l = 380 nm ®Õn cËn mµu ®á t­¬ng øng víi b­íc sãng l = 780 nm. Gi÷a c¸c mµu nµy kh«ng cã ranh giíi râ rÖt, do ®ã phæ ¸nh s¸ng thÊy d­îc lµ phæ ¸nh s¸ng liªn tôc. Trong quang phæ cña ¸nh s¸ng nh×n thÊy ®­îc, m¾t ta c¶m nhËn nhiÒu nhÊt víi ¸nh s¸ng cã b­íc sãng l = 550 nm . Cßn hai cËn tÝm vµ ®á t­¬ng øng víi b­íc sãng l = 380 nm vµ l = 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 ®Õn ®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 thu “th«ng d¶i” rÊt tinh vi, h¬n n÷a m¾t cã nh¹y c¶m mµu ®i tõ mµu tÝm sang mµu ®á t­¬ng øng víi b­íc sãng cña d¶i 380 ® 780 nm. Sù c¶m nhËn nµy thay ®æi theo tõng ng­êi vµ ®­îc Uû ban quèc tÕ vÒ chiÕu s¸ng ( C.I.E ) m· hãa ®­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 421 max Xanh da trêi 470 Xanh l¸ c©y 515 Vµng 577 Da cam 600 §á 673 Hång ngo¹i 3. M¾t ng­êi vµ sù c¶m thô ¸nh s¸ng, mµu s¾c: a. M¾t ng­êi: M¾t ng­êi lµ mét c¬ quan c¶m thô ¸nh s¸ng cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi kh«ng tuyÕn tÝnh vµ thay ®æi theo thêi gian. C¸c kÝch thÝch quang häc thµnh c¸c tÝn hiÖu ®iÖn ®Ó truyÒn lªn n·o vµ t¹o trªn nã mét hiÖn t­înggäi lµ: “ Sù nh×n ``. b. Sù nh×n: Trªn vâng m¹c cã c¸c tÕ bµo thÇn kinh ( c¸c tÕ bµo quang ®iÖn) ®­îc nèi lªn n·o qua d©y thÇn kinh thÞ gi¸c nhê vËy c¸c tÝn hiÖu thÇn kinh ( ®iÖn) ®­îc truyÒn lªn n·o t­¬ng thÝch víi kÝch thÝch thÞ gi¸c. 1.3. c¸c ®¬n vÞ c¬ b¶n: 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 s«ng cho cïng mét l­îng s¸ng. Nh­ng kh¸i niÖm nµy kh«ng nªu lªn bÊt kú sù ph©n bè ¸nh s¸ng ®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 vµ sinh lý häc. 1. Gãc khèi: Gãc khèi lµ h×nh 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 cã mét nguån s¸ng ®Æt t¹i t©m 0 cña mét h×nh cÇu rçng b¸n kÝnh R vµ ký hiÖu S lµ nguyªn tè mÆt cña h×nh c©ï nµy (h×nh 1.1). R W S K2.S 0 W S R kS H×nh nãn ®Ønh o ®­îc ®Þnh nghÜa lµ tØ sè cña diÖn tÝch S víi b×nh ph­¬ng cña b¸n kÝnh R. W = 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. W = = §¬n vÞ cña gãc khèi lµ Steradian, kÝ hiÖu Sr. VËy 1Sr lµ gãc khèÝ 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. Quang th«ng F LUMEN (lm): Bøc x¹ ¸nh s¸ng cña mét nguån vµo kh«ng gian tr­íc hÕt ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng n¨ng l­îngbøc x¹, ®o b»ng (w). Cïng mét n¨ng l­îng nh­ng bøc x¹ c¸c b­íc sãng kh¸c nhau l¹i kh«ng g©y hiÖu qu¶ gièng nhau trong m¾t chóng ta. V× vËy cÇn ph¶i hiÖu chØnh ®¬n vÞ ®o theo ®é nh¹y c¶m phæ biÕn cña m¾t ng­êi. §¬n vÞ míi nµy ®­îc gäi lµ quang th«ng, ký hiÖu lµ F. Nh­ vËy: quang th«ng lµ mét ®¬n vÞ ®o ¸nh s¸ng ®· ®­îc x¸c ®Þnh ®Õn ®Æc ®iÓm c¶m thô ¸nh s¸ng cña m¾t ng­êi. 3. C­êng ®é s¸ng I, CANDELA (cd). Lµ ®¹i l­îng míi nhÊt ®­a vµo hÖ SI hîp lý hãa tõ kh¸i niÖm vÒ quang th«ng. XÐt mét nguån s¸ng o göi ¸nh s¸ng lªn mét mÆt S nµo ®ã. Kh«ng ph¶i mäi vÞ trÝ nµo ®ã trªn mÆt ph¼ng ®ã ®Òu nhËn ®­îc ¸nh s¸ng nh­ nhau, v× vËy quang th«ng cña nguån ¸nh 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 ¸nh s¸ng trong thùc tÕ kh«ng ph¶i lµ nguån ®iÓm). V× v¹y, ®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 s¸ng. Xem xÐt tr­êng hîp chung khi mét nguån s¸ng bøc x¹ quang th«ng kh«ng ®ång ®Òu vµo kh«ng gian quanh nã (h×nh 1.2). C­êng ®é s¸ng I: Trong ®ã: dF : L­îng quang th«ng b¸o bøc x¹ tõ O ®Õn A dW : Gãc khèi nh×n diÖn tÝch ds. §¬n vÞ ®o c­êng ®é ¸nh s¸ng lµ Candala, ký hiÖu lµ Cd dF ds 0 d Nh­ vËy c­êng ®é ¸nh s¸ng lu«n g¾n lion víi mét h­íng ®· chän vµ ®­îc biÓu diÔn b»ng mét vec t¬ theo h­íng ®ã mµ m«dun cña nã ®­îc ®o b»ng candela (cd). Nãi c¸ch kh¸c, c­êng ®é s¸ng lµ mËt ®é kh«ng gian cña quang th«ng do nguån bøc x¹. Candela lµ c­êng ®é s¸ng theo mét ph­¬ng ®· cho cña mét nguån bøc x¹ ®¬n s¾c cã tÇn sè : 546.1012 HZ ( X = 555 nm ) vµ cã n¨ng l­îng bøc x¹ lµ: 1,683 W trong mét gãc khèi Sr. Nh­ vaayj c­êng ®é s¸ng lµ mËt ®é khèi cña quang th«ng theo nh÷ng ph­¬ng x¸c ®Þnh. 4. §é räi E, LUX (lx). Ng­êi ta ®Þnh nghÜa ®é räi lµ mËt ®é quang th«ng trªn bÒ mÆt ®­îc chiÕu s¸ng. Nh­ vËy nÕu mét bÒ mÆt diÖn tÝch S nhËn ®­îc mét quang th«ng F th× ®é räi E ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: E = §¬n vÞ ®é räi lµ lux (lx), 1lux = . Khi sù chiÕu s¸ng trªn bÒ mÆt kh«ng ®Òu nªn tÝnh trung b×nh sè 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 - 25 lux. Kh¸i niÖm vÒ ®é räi cßn liªn quan ®Õn vÞ trÝ cña mÆt ®­îc chiÕu s¸ng. Ta coi mét nguån s¸ng ®iÓm O bøc x¹ tíi mét mÆt cña nguyªn tè dS ë c¸ch O mét kho¶ng R, cã c­êng ®é s¸ng I. Gäi a lµ gãc hîp bëi ph¸p tuyÕn n cña dS víi ph­¬ng R, gãc khèi dW ch¾n trªn mét h×nh cÇu b¸n kÝnh R mét diÖn tÝch lµ dS. cosa. Ta cã : . 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 tØ 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 ®­îc ph¶n x¹ ¸nh s¸ng mét c¸ch kh¸c nhau vµ t¸c ®éng nh­ mét nguån s¸ng thø cÊp ph¸t c¸c c­êng ®é s¸ng kh¸c nhau theo mäi h­íng. Do ®ã ®Ó ®Æc tr­ng cho quan hÖ cña nguån s¸ng s¬ cÊp lÉn nguån s¸ng thø cÊp ®èi víi m¾t, ng­êi ta bæ sung thªm c¸ch xuÊt hiÖn ¸nh s¸ng. Quan hÖ nµy ®­îc minh häa b»ng vÝ dô sau: Mét ®Ìn sîi ®èt 400W thùc tÕ cïng ph¸t ra mét quang th«ng, do ®ã cã cïng mét c­êng dé s¸ng theo mäi h­íng dï bãng ®Ìn thñy tinh s¸ng hay bãng ®Ìn thñy tinh ®ôc. Râ rµng ®èi víi m¾t, c¸ch xuÊt hiÖn cña hai bãng ®Ìn nµy lµ kh¸c nhau, ®èi víi bãng ®Ìn thñy tinh trong ta nhËn thÊy chãi m¾t h¬n. 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 = . §é chãi ®ãng vai trß quan träng trong kü thuËt chiÕu s¸ng, nã lµ c¬ së cña c¸c kh¸i niÖm vÒ chi gi¸c vµ thÞ gi¸c. 6. HÖ sè ph¶n x¹, xuyªn s¸ng vµ hÊp thô ¸nh s¸ng: NÕu cã mét l­îng quang th«ng Fi tíi ®Ëp vµo bÒ mÆt vËt liÖu th× cã thÓ x¶y ra c¸c tr­êng hîp sau: Mét phÇn quang th«ng tíi sÏ ph¶n x¹ tõ bÒ mÆt ®ã, ký hiÖu: Fr Mét phÇn quang th«ng tíi sÏ bÞ vËt liÖu hÊp thô, ký hiÖu : Fa Mét phÇn quang th«ng tíi sÏ xuyªn qua vËt liÖu, ký hiÖu : Ft.. Þ Fi = Fr + Fa + Ft.. NÕu gäi : gäi lµ hÖ sè ph¶n x¹ ¸nh s¸ng. gäi lµ hÖ sè hÊp thô ¸nh s¸ng. gäi lµ hÖ sè xuyªn s¸ng. Þ r + a + t = t Ch­¬ng II thiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng 2.1. thiÕt kÕ chiÕu s¸ng 1. §Æt vÊn ®Ò ¸nh s¸ng lµ phÇn quan träng kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ë c¸c nhµ m¸, xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. Trong bÊt kú mét xý nghiÖp nµo ngoµi chiÕu s¸ng tù nhiªn cßn cã chiÕu s¸ng nh©n t¹o. Së dÜ nh­ vËy v× chiÕu s¸ng ®iÖn cã nhiÒu ­u ®iÓm thiÕt bÞ ®¬n gi¶n, sö dông thuËn tiÖn gi¸ thµnh rÎ t¹o ®­îc ¸nh s¸ng gÇn gièng ¸nh s¸ng tù nhiªn. §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. Trong ph©n x­ëng cña xÝ nghiÖp nÕu ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ c«ng nh©n xÏ ph¶i lµm viÖc trong tr¹ng th¸i c¨ng th¼ng h¹i m¾t h¹i søc kháe, kÕt qu¶ g©y ra hµng lo¹t phÕ phÈm n¨ng suÊt lao ®éng gi¶m v v… Ngoµi ra cßn cã nhiÒu c«ng viÖc kh«ng thÓ tiÕn hµnh ®­îc nÕu thiÕu ¸nh s¸ng hoÆc ¸nh s¸ng kh«ng gÇn gièng víi ¸nh s¸ng tù nhiªn. Trong thiÕt kÕ chiÕu s¸ng vÊn ®Ò quan träng lµ ph¶i quan t©m ®¸p øng nhu cÇu ®é räi vµ hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng ®èi víi thi gi¸c, ngoµi ®é hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng cßn phô thuéc vµo quang th«ng, mµu s¾c ¸nh s¸ng, sù lùa chän hîp lý c¸c chao chôp ®Ìn, sù bè trÝ chiÕu s¸ng võa ®¶m b¶o kinh tÕ - kü thuËt võa ®¶m b¶o mü quan. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: * Kh«ng bÞ lãa m¾t: V× c­êng ®é ¸nh s¸ng sÏ lµm cho m¾t cã c¶m gi¸c lãa, thÇn kinh c¨ng th¼ng, thÞ gi¸c mÊt chÝnh x¸c. * Kh«ng lãa do ph¶n x¹: ë mét sè vËt c¸c tia ph¶n x¹ kh¸ m¹nh vµ trùc. Do ®ã khi thiÕt kÕ còng ph¶i chó ý ®Õn ®iÒu 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. * Ph¶i cã ®é räi ®Òu: §Ó khi quan s¸t n¬i nµy qua n¬i kh¸c ®Ó m¾t kh«ng bÞ ®iÒu tiÕt nhiÒu. * Ph¶i t¹o ®­îc ¸nh s¸ng gièng ¸nh s¸ng ban ngµy: §Ó thÞ gi¸c ®¸nh gi¸ ®­îc chÝnh x¸c. 2.2. tr×nh tù thiÕt kÕ chiÕu s¸ng. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, ta chØ thiÐt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng nh©n t¹o trong kh«ng gian kÝn. Mét c¸ch tæng qu¸t thiÕt kÕ chiÕu s¸ng th«ng qua hai giai ®o¹n: * ThiÕt kÕ s¬ bé vÒ gi¶i ph¸p h×nh häc ®ã lµ kh«ng gian chiÕu s¸ng vµ vÞ trÝ ®Æt thiÕt bÞ chiÕu s¸ng. * KiÓm tra ®é räi kh¸c nhau ®­îc thùc hiÖn mét c¸ch chÝnh x¸c b»ng c¸ch sö dông mét trong c¸c tiªu chuÈn ®Ó kiÓm tra møc ®é tiÖn nghi cña thiÕt bÞ. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng ®­îc tiÕn hµnh theo tr×nh tù sau: 1. Chän ®é räi. Chän ®é räi ngang chung trªn bÒ mÆt lµm viÖc, cßn gäi lµ bÒ mÆt h÷u Ých cã ®é cao trung b×nh lµ 0,85 m so víi mÆt sµn. §é räi nµy phô thuéc vµo b¶n chÊt cña tõng ®Þa ®iÓm vµo tÝnh n¨ng thÞ gi¸c liªn quan ®Õn tÝnh chÊt c«ng viÖc ®Õn ®é moØ m¾t cña ng­êi lao ®éngvµ liªn quan ®Õn m«i tr­êng chiÕu s¸ng, thêi gian sö dông hµng ngµy… 2. Chän lo¹i ®Ìn ViÖc lùa chän ®Ìn thÝch hîp nhÊt trong sè c¸c lo¹i ®Ìn chÝnh ®· tr×nh bµy ë phÇn trªn dã lµ: §Ìn sîi ®èt, ®Ìn phãng ®iÖn, ®Ìn huúnh quang theo c¸c tiªu chuÈn sau: HiÖu suÊt ¸nh s¸ng cña ®Ìn. ChØ sè mµu IRC NhiÖt ®é mµu ( biÓu ®å Kruithof). ViÖc sö dông t¨ng c­êng hay gi¸n ®o¹n c¸c ®Þa ®iÓm. Tuæi thä c¸c ®Ìn. Do ®ã cÇn ph¶i lo¹i trõ liªn tiÕp, t¹m thêi bá qua c«ng suÊt cña nguån. 3. Chän kiÓu chiÕu s¸ng bé ®Ìn. Th­êng gÆp nhÊt lµ kiÓu chiÕu s¸ng trùc tiÕp ( h¬n 90% ¸nh s¸ng chiÕu xuèng d­íi ) vµ b¸n trùc tiÕp ( tõ 60% ®Õn ( 90% ¸nh s¸ng chiÕu xuèng d­íi ). KiÓu chiÕu s¸ng phô thuéc vµo b¶n chÊt ®Þa ®iÓm cã tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng ph¶n x¹ cña thµnh. 4. Chän chiÒu cao cña ®Ìn. Gäi h lµ chiÒu cao cña ®Ìn so víi bÒ mÆt h÷u Ých vµ h` lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn trÇn nhµ ta cã thÓ x¸c ®Þnh tû sè treo J nh­ sau: Víi: h ³ 2. h` vµ 0 £ J £ 1/3 Th­êng nªn chän h cùc ®¹i bëi v×: C¸c ®Ìn th­êng xa víi thÞ tr­êng theo chiÒu ngang, lµm gi¶m nguy c¬ lãa. C¸c ®Ìn cã thÓ cã c«ng suÊt lín h¬n vµ do ®ã cã hiÖu qu¶ ¸nh s¸ng tèt h¬n. C¸c ®Ìn cã thÓ c¸ch xa nhau h¬n do ®ã gi¶m ®­îc sè ®Ìn. 5. Bè trÝ c¸c ®Ìn. Sù ®ång ®Òu cña ®é räi trªn bÒ mÆt h÷u Ých phô thuéc vµo: C¸ch c¸c chïm tia s¸ng cña c¸c ®Ìn giao nhau c¸ch nhau mét kho¶ng n trªn bÒ mÆt h÷u Ých. §é ®ång ®Òu ¸nh s¸ng ( ®é räi ) trªn mÆt ph¼ng lµm viÖc lµ mét trong c¸c chØ tiªu chÊt l­îng quan träng vµ nã phô thuéc: *Lo¹i ®Ìn. * Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn. * HÖ sè ph¶n x¹ c¸c t­êng bªn vµ trÇn, ®ãng vai trß nh­ nguån s¸ng thø cÊp. 6. Quang th«ng tæng. a. HÖ sè sö dông: HÖ sè sö dông ký hiÖu lµ ksd lµ tû sè gi÷a quang th«ng nhËn ®­îc trªn bÒ mÆt h÷u Ých vµ tæng quang th«ng ®i ra khái ®Ìn. Tû sè nµy phô thuéc vµo: CÊp cña bé ®Ìn, nghÜa lµ ph©n bè quang th«ng trªn bÒ mÆt h÷u Ých trªn t­êng, trªn trÇn. c¸c hÖ sè ph¶n x¹ ®o ®­îc b»ng dông cô ®o ®é räi hoÆc ®­îc ­íc l­îng b»ng b¶ng mµuchuÈn trong ®ã cho gi¸ trØtung b×nh ®oãi víi t­êng vµ trÇn. KÝch th­íc h×nh häc cña ®Þa ®iÓm ®Æc tr­ng b»ng tû sègäi lµ chØ sè phßng: j = Trong ®ã: a : ChiÒu réng cña phßng cÇn chiÕu s¸ng. b : ChiÒu dµi cña phßng cÇn chiÕu s¸ng. h : ChiÒu cao h÷u Ých. Do ®ã hÖ sè ksd cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh nhê c¸c b¶ng hÖ sè sö dông. b. HÖ sè suy gi¶m. Sù giµ hãa cña c¸c ®Ìn còng nh­ sù c¸u bÈn cña chóng lµm thay ®æi chÊt l­îng quang häc cña c¸c bé ®Ìn dÉn ®Õn cÇn ®­a vµo sö dông c¸c thiÕt bÞ cã ®é räi tháa m·n mét n¨m lµm viÖc lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó lau chïi thiÕt bÞ chiÕu s¸ng. TÝnh ®Õn viÖc gi¶m quang th«ng cña c¸c ®Ìn ®Ó bï l¹i sù suy gi¶m nµy cÇn sö dông hÖ sè bï d, th­êng 1,25 £ d £ 1,6 Trªn ®©y ta ®· ®­a ra c¸c tr×nh tù thiÕt kÕ chiÕu s¸ng trong nhµ nh­ng do ®iÒu kiÖn nªn ta kh«ng thÓ ¸p dông chi tiÕt c¸c b­íc cô thÓ nh­ trªn. Do vËy ta ®­a ra mét sè ph­¬ng ph¸p chiÕu s¸ng s¬ bé nh­ng vÉn ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt . 2.3. C¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ chiÕu s¸ng. 1. Ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông ( ph­¬ng ph¸p quang th«ng) Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng chung, kh«ng chó ý ®Õn hÖ sè ph¶n x¹ cña tùêng, cña trÇn nhµ vµ cña vËt c¶n. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lín h¬n 10m2, kh«ng thÝch hîp ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng côc bé vµ chiÕu s¸ng ngoµi trêi, khi ®ã quang th«ng cña mçi ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: F = Trong ®ã: F: Lµ quang th«ng cña mçi ®Ìn, lm. E: §é räi, lux. S : DiÖn tÝch ®­îc 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 nã phô thuéc vµo lo¹i ®Ìn, kÝch th­íc vµ ®iÒu kiÖn ph¶n x¹ cña phßng, khi t×m ksd trong b¶ng phô lôc th× ta ph¶i x¸c ®Þnh chØ sè cña phßng: Trong ®ã: a, b: Lµ chiÒu dµi, réng cña phßng, m. L : Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c b¶ng, m H : Kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn mÆt c«ng t¾c, m Z = Etb/ Emin : Lµ hÖ sè phô thuéc lo¹i ®Ìn vµ tû sè L/ H, th­êng lÊy Z = 0,8 ®Õn 1,4. Nh­ vËy, theo yªu cÇu c«ng nghÖ, x¸c ®Þnh ®­îc ®é räi tèi thiÓu, c¨n cø vµo c«ng suÊt thùc tÕ trªn ta t×m ®­îc trÞ sè quang th«ng ®Ó x¸c ®Þnh c«ng suÊt cña mçi ®Ìn, khi chän c«ng suÊt ®Ìn tiªu chuÈn, ng­êi ta cã thÓ cho phÐp quang th«ng chªnh lÖch tõ (-10 ®Õn +20%). 2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh tõng ®iÓm. Ph­¬ng ph¸p dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng cho c¸c ph©n x­ëng quan träng vµ trong qu¸ tr×nh tÝnh kh«ng quan t©m ®Õn hÖ sè ph¶n x¹. §Ó ®¬n gi¶n trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ng­êi ta coi ®Ìn lµ mét ®iÓm s¸ng ®Ó ¸p dông ®­îc quy 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 c¶ ba tr­êng hîp ®iÓn h×nh. TÝnh ®é räi ®Ìn mÆt ngang Eng. TÝnh ®é räi trªn bÒ mÆt ph¼ng ®øng E®. TÝnh ®é räi trªn mÆt ph¼ng nghiªng mét gãc q, Egh. Theo ®Þnh luËt vÒ b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch, khi quang th«ng räi theo ph­¬ng th¼ng gãc víi mÆt ph¼ng S ta sÏ cã ®é räi: E = Nh­ng nÕu ®iÓm mµ ta xÐt cã ®­êng ph¸p tuyÕn kh«ng trïng víi trôc quang cña nguån ®iÓm th× I ph¶i thay b»ng Ia ( h×nh 2.1). §S I® I Ia h Ia MÆt ®øng r g q MÆt ngang P a A Nguyªn t¾c chung bao giê còng ph¶i quy tia Ia vÒ tia cã h­íng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ta ®ang xÐt. 1. TÝnh ®é räi cña ®iÓm A trªn mÆt ph¼ng ngang. Eng = Mµ r2 = , do ®ã ta cã: Eng = . 2. TÝnh ®é räi cña ®iÓm A trªn mÆt ph¼ng ®øng. E® = . Eng = .tga = Eng . tga. 3. TÝnh ®é räi cña ®iÓm A trªn mÆt ph¼ng nghiªng. Engh = . Eng = Eng. ( cosq + tga. sinq ). Trong ®ã: tga = 3. Ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng. Ph­¬ng ph¸p nµy thÝch hîp ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng cho c¸c phßng nhá (phßng lµm viÖc) hoÆc chØ sè phßng nhá h¬n 0,5. Yªu cÇu tÝnh to¸n kh«ng cÇn chÝnh x¸c, theo ph­¬ng ph¸p nµy th× cã hai c¸ch tÝnh: a. C¸ch thø nhÊt: C¸ch nµy kh¸ thÝch hîp trong khi thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n s¬ bé, sö dông c¸ch nµy chØ cÇn x¸c ®Þnh c«ng suÊt chiÕu s¸ngtrªn ®¬n vÞ diÖn tÝch W/m2 , theo tõng yªu cÇu chiÕu s¸ng kh¸c nhau ®ã nh©n víi diÖn tÝch mÆt b»ng cÇn chiÕu s¸ng thu ®­îc c«ng suÊt tæng. Tõ ®ã ta chän ®­îc sè ®Ìn, lo¹i ®Ìn. Ptæng = p0. S. Trong ®ã: p0 : Lµ suÊt chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch, W/ m2 S : DiÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng, m2. b. C¸ch thø hai: C¸ch nµy chñ yÕu dùa vµo mét b¶ng ®· tÝnh s½n víi c«ng suÊt 10W/ m2. Khi tÝnh to¸n nÕu lÊy ®é räi phï hîp víi ®é räi trong b¶ng th× kh«ng ph¶i hiÖu ®Ýnh nÕu kh¸c nhau vÒ ®é räi th× c«ng suÊt ph¶i hiÖu ®Ýnh theo biÓu thøc sau: p0 = Trong ®ã: p0 : SuÊt ¸nh s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch, W/ m2. Emin: ®é räi tèi thiÓu cÇn cã ®èi víi n¬i tÝnh to¸n chiÕu s¸ng. E : §é räi tra trong b¶ng tÝnh s½n víi tiªu chuÈn 10W/ m2. k: hÖ sè an toµn. Sau khi tÝnh ®­îc p0 ta ph¶i nh©n víi diÖn tÝch cña phßng mµ ta cÇn thiÕt kÕ ®Ó ®­îc c«ng suÊt ®Æt P®Æt. 4. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n víi ®Ìn huúnh quang. §Ìn huúnh quang hay dïnh ®Ó chiÕu s¸ng chung, cã ­u ®iÓm c«ng suÊt tiªu thô Ýt nh­ng ®é räi cao, ¸nh s¸ng dÞu m¸t. §Ìn huúnh quang lµ lo¹i ®Ìn cã kÝch th­íc chø kh«ng ph¶i lµ nguån ®iÓm. Gi¶ thiÕt r»ng nguån quang song song víi mÆt ph¼ng kh¶o s¸t, nh­ vËy ®é räi t¹i mét ®iÓm M ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau: E = Trong ®ã: I’a: C­êng ®é s¸ng cña mét th­íc nguån s¸ng. r : Cù ly nguån s¸ng tíi ®iÓm M. h : §é cao treo ®Ìn so víi bÒ mÆt c«ng t¸c. a: Gãc gi÷a r vµ h. l : ChiÒu dµi nguån quang. C l B A A’ a h r P M’ 900 M P P M” 2.3.ChiÕu s¸ng tù nhiªn vµ chiÕu s¸ng nh©n t¹o. 1. ChiÕu s¸ng tù nhiªn. Anh s¸ng tù nhiªn chiÕu s¸ng phßng ®­îc lÊy tõ ¸nh s¸ng bªn ngoµi cña mÆt trêi. KÕt qu¶ sö dông ¸nh s¸ng tù nhiªn ®Ó chiÕu s¸ng phßng ®­îc ®¸nh gi¸ trùc tÕp b»ng ®é räi tù nhiªn (lux) t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña phßng. Tuy nhiªn kh¸c víi tr­êng hîp sö dông ¸nh s¸ng nh©n t¹o khi ®é räi ngoµi nhµ thay ®æi th× ®é räi tù nhiªn trong nhµ cung thay ®æi theo. 2. ChiÕu s¸ng nh©n t¹o. Ngoµi chiÕu s¸ng tù nhiªn cßn cã chiÕu s¸ng nh©n t¹o: Nguån s¸ng nh©n t¹o ®· cã tõ x­a tr­íc khi ch­a cã ®iÖn loµi ng­êi ®· biÕt sö dông c¸c nguyªn liÖu dÔ ch¸y ®Ó t¹o ra ¸nh s¸ng. Sauk hi cã ®iÖn ®· më ra mét thêi kú míi cho loµi ng­êi ®ã lµ chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn ®iÖn cho nªn n©ng cao hiÖu suÊt lªn rÊt nhiÒu. Cho ®Õn nay cã ba lo¹i bãng ®ÌnchÝnh ®­îc sö dông réng r·i nhÊt lµ : Bãng ®Ìn nung s¸ng, bãng ®Ìn phãng ®iÖn vµ bãng ®Ìn huúnh quang. Ng­êi ta dïng c¸c chØ tiªu sau ®©y ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c lo¹i bãng ®Ìnvµ ¸nh s¸ng do chóng ph¸t ra. + HiÖu suÊt s¸ng: §o b»ng quang th«ng vµ c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn (lm/ w). + NhiÖt ®é mµu Tm. 0K dïng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é tiÖn nghi m«i tr­êng s¸ng. + ChØ sè hoµn mµu IRC cho biÕt chÊt l­îng ¸nh s¸ng ®¸nh gi¸ theo sù c¶m thô chÝnh x¸c cña mµu s¾c. a. Bãng ®Ìn nung s¸ng: * CÊu t¹o : Gåm d©y tãc kim lo¹i ( th­êng dïng tungstªne ) ph¸t s¸ng khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua, trong ®Æt mét bãng thñy tinh chøa ®Çy khÝ tr¬ ë ¸p suÊt nhá, vµ mét ®u«i ®Ìn ®Ó l¾p vµo l­íi ®iÖn. + §Æc tÝnh bãng ®Ìn: HiÖu suÊt nung nãng kh¸ nhá. + NhiÖt ®é mµu: 2500 - 3000 0K + IRC : 100 + Tuæi thä : 1000h b. Bãng ®Ìn phãng ®iÖn: * CÊu t¹o : Gåm èng thñy tinh ë ¸p suÊt thÊp, trong ®ã cã ®Æt hai ®iÖn cùc, trong chøa mét h¬i kim lo¹i. Khi ®Æt ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn cùc sÏ t¹o thµnh mét d¶i s¸ng däc èng. c. bãng ®Ìn huúnh quang: Nguyªn lý ph¸t s¸ng cña ®Ìn huúnh quang còng dùa theo nguyªn lý ®Ìn phãng ®iÖn. * CÊu t¹o: Bãng lµ mét èng phãng ®iÖn víi hai cùc vµ h¬i thñy ng©n ë trong èng cã phñ mét líp ph¸t s¸ng (huúnh quang) khi c¸c tia hå quang ®Ëp vµo líp ph¸t s¸ng mét phÇn n¨ng l­îng cña chóng biÕn thµnh nhiÖt n¨ng cßn l¹i biÕn thµnh ¸nh s¸ng. Mµu s¾c cña ¸nh s¸ng phô thuéc vµo l­îng, chÊt huúnh quang vµ ¸p suÊt trong èng. * §Æc ®iÓm : + HiÖu suÊt ¸nh s¸ng 40 - 105, lm/ W. + NhiÖt ®é mµu 2800 - 6500 0K + ChØ sè hoµn mµu IRC 55 - 92 + Tuæi thä kho¶ng 7000h. 2.4. C¸c lo¹i h×nh chiÕu s¸ng. ChiÕu s¸ng bao gåm c¸c lo¹i h×nh thøc chiÕu s¸ng sau: 1. ChiÕu s¸ng chung, chiÕu s¸ng côc bé vµ chiÕu s¸ng hçn hîp. a. ChiÕu s¸ng chung: Lµ h×nh thøc chiÕu s¸ng t¹o ®é räi ®ång ®Òu trªn toµn diÖn tÝch s¶n xuÊt cña ph©n x­ëng. Trong tr­êng hîp nµy chiÕu s¸ng c¸c bãng ®Ìn ®­îc trªo cao trªn trÇn nhµ theo mét quy luËt nµo ®ã ®Ó t¹o ®é räi ®ång ®Òu trong ph©n x­ëng. ChiÕu s¸ng chung ®­îc dïng trong c¸c ph©n x­ëng cã diÖn tÝch lµm viÖc réng, cã yªu cÇu ®é räi nh­ nhau trªn bÒ mÆt nµo ®ã. ChiÕu s¸ng chung c¸c ®Ìn th­êng ®­îc bè trÝ theo hai c¸ch: Ph©n bè ®Òu c¸c bãng ®Ìn ®­îc bè trÝ theo quy luËt nhÊt ®Þnh ®Ó ®¹t ®­îc ®é räi trªn toµn bé diÖn tÝch. Cßn ph©n bè chän läc bè trÝ ®Ìn nh÷ng n¬i cã lîi nhÊt. b. ChiÕu s¸ng côc bé: ë nh÷ng n¬i cÇn quan s¸t chÝnh x¸c, cÇn ph©n biÖt râ c¸c chi tiÕt vv… Th× cÇn cã ®é räi cao míi lµm viÖc ®­îc. Muèn vËy ph¶i sö dông ph­¬ng ph¸p chiÕu s¸ng côc bé, nghÜa lµ ®Æt ®Ìn gÇn n¬i quan s¸t, do ®ã gi¶m ®­îc chi phÝ vÒ vèn ®Çu t­. c. ChiÕu s¸ng hçn hîp. Lµ h×nh thøc bao gåm chiÕu s¸ng chung víi chiÕu s¸ng côc bé. 2. ChiÕu s¸ng lµm viÖc vµ chiÕu s¸ng sù cè: Ngoµi hÖ thèng chiÕu s¸ng lµm viÖc cßn ph¶i ®Æt thªm hÖ thèng chiÕu s¸ng sù cè. §é räi hÖ thèng chiÕu s¸ng sù cè lín h¬n ®é räi hÖ thèng lµm viÖc 10%. ë nh÷ng n¬i chiÕu s¸ng lµm viÖc bÞ mÊt ®iÖn mµ cã kh¶ n¨ng ph¸t sinh ch¸y næ, g©y nhiÔm ®éc hoÆc ¶nh h­ëng tíi chÝnh trÞ, an ninh th× cÇn cã chiÕu s¸ng sù cè. 3. ChiÕu s¸ng trong nhµ vµ chiÕu s¸ng ngoµi trêi vµ ®Æc ®iÓm cña phô t¶i chiÕu s¸ng: ChiÕu s¸ng ngoµi trêi lµ chiÕu s¸ng khu vùc lµm viÖc ngoµi trêi nh­ s©n b·i, ®­êng ®i, n¬i bèc giì hµng hãa vËt liÖu. Phô t¶i chiÕu s¸ng phô thuéc vµo mïa vÞ trÝ ®Þa lý. Mïa hÌ chËm. tèi vµ chãng s¸ng nªn thêi gian chiÕu s¸ng dµi h¬n mïa ®«ng. 2-5. thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ. 1. Lùa chän sè l­îng, c«ng suÊt bãng ®Ìn. a. Chän nguån s¸ng: Ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ lµ thuéc hé tiªu thô lo¹i 3 kh«ng yªu cÇu cao vÒ ®é räi, hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng, lµ n¬i Ýt bôi h¬i n­íc nªn ta quyÕt ®Þnh chän nguån s¸ng lµ bãng ®Ìn d©y tãcv× nã cã ­u ®iÓm lµ chÕ t¹o ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh rÎ, ë ®©y dïng ®Ìn v¹n n¨ng cã chôp b»ng thñy tinhvµ cã t¸n b»ng s¾t. b. Bè trÝ ®Ìn: ChiÕu s¸ng chung sÏ ph¶i dïng nhiÒu ®Ìn vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i x¸c ®Þnh vÞ trÝ hîp lý cña c¸c ®Ìn vµ kho¶ng c¸ch gi÷a ®Ìn, trÇn nhµ vµ mÆt c«ng t¸c. X¸c ®Þnh ®é cao treo ®Ìn H = h - hc - hlv 3m 2,5m C¸ch bè trÝ ®Ìn hc h H hlv Trong ®ã: H lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn bÒ mÆt c«ng t¸c chän H = 3m. hc lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Ìn ®Õn trÇn hc = 0,7m. hlv lµ ®é cao cña mÆt c«ng t¸c so víi nÒn nhµ hlv = 0,8m. h chiÒu cao cña trÇn nhµ so víi nÒn nhµ h = H + hc + hlv = 4,5m. c. TÝnh to¸n chän ®Ìn: Ta sö dông ph­¬ng ph¸p hÖ sè sö dông ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh to¸n chiÕu s¸ng chung. Ta cã c«ng thøc sau: F = Trong ®ã: F lµ quang th«ng tæng cña mçi ®Ìn, (lm) E - §é räi (1x). S -DiÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng .(m) k - hÖ sè d÷ tr÷ . LÊy k =1,3. n - tæng sè bãng ®Ìn. ksd - hÖ sè sö dông cña ®Ìn, phô thuéc vµo lo¹i ®Ìn, kÝch th­íc vµ ®iÒu kiÖn ph¶n x¹ vµ chØ sè phßng (). ChØ sè cña phßng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc . = (6-2) (TL1) a,b - chiÒu réng vµ chiÒu dµi cña mÆt b»ng cÇn chiÕu s¸ng. Z = Etb/Emin : Lµ hÖ sè phô thuéc lo¹i ®Ìn va tØ sè L/ H , th­êng lÊy Z = 0,8 ®Õn 1,4 Víi ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ: ChiÒu dµi: a = 16m. ChiÒu réng: b = 50m. DiÖn tÝch cña phßng S = a.b = 800m2. * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông : * X¸c ®Þnh chØ sè phßng : = HÖ sè ph¶n x¹ cña trÇn vµ t­êng lµ : rtrÇn = 30%, rt­êng = 50%. Tra phô lôc 6 -7 ta ®­îc ksö dông = 0,47. * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n : * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng). L = 1,8. H = 1,8.3 = 5,4m. víi a = 16m ; b = 50m. Ta chän L = 5m. Ta bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ 5m. Kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn lµ 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ : n1 = bãng. *Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ : n2 = bãng. *Tæng sè ®Ìn lµ : n = n1.n2 = 3.10 = 30 bãng. Tra b¶ng lÊy ®é räi E = 30 lux. HÖ sè dù tr÷ K = 1,2 HÖ sè tÝnh to¸n Z = 1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh : F = lm Tra b¶ng ( PL6-8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p = 150W ®iÖn ¸p U = 220V cã quang th«ng 2200 lm. Tæng c«ng suÊt chiÕu s¸ng cña toµn ph©n x­ëng: Pcs = 30 bãng.150W = 4500W = 4,5kW. 2. M¹ng chiÕu s¸ng: §Æt riªng mét tñ c¹nh cöa ra vµo lÊy ®iÖn tõ tñ ph©n phèi ph©n x­ëng vÒ. Tñ gåm mét aptomat 3 pha ®Æt ë ®Çu vµo vµ 6 aptomat nh¸nh 1 pha, mçi aptomat cÊp cho 5 bãng ®Ìn s¬ ®å cÊp ®iÖn vµ s¬ ®å nguyªn lý trªn h×nh vÏ. a. Chän aptomat tæng ®Æt t¹i tñ ph©n phèi vµ aptomat dÆt t¹i tñ chiÕu s¸ng: Ittcs = Chän aptomat kiÓu C60H do Merlin Gerin chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: B¶ng 2.1. Th«ng sè aptomat tæng. KiÓu I®m (A) U®m (V) Sè cùc Ic¾t®m (kA) C60H 40 440 3 10 a. Chän c¸p tõ tñ ph©n phèi tíi tñ chiÕu s¸ng . ICS = VËy chän c¸p ®ång 4 lâi, vá bäc b»ng PVC do h½ng Lens chÕ t¹o cã tiÕt diÖn 4mm cã ICP = 42 (A) ® 4G4. b. Chän aptomat c¸c nh¸nh: Mçi nh¸nh cung cÊp cho 5 bãng ®Ìn cã c«ng suÊt : Pnh = 5.150 = 750 W. = Chän aptomat do LG chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè. Tra b¶ng 3.1 (TL2): B¶ng 2.2. Th«ng sè aptomat nh¸nh. Sè l­îng KiÓu I®m (A) U®m (V) Sè cùc Ic¾t®m (kA) 6 50AF 5 600 2 2,5 c. Chän d©y dÉn c¸c lé ra cña tñ chiÕu s¸ng . Mçi ®­êng d©y cung cÊp cho 5 bãng ®Ìn cã c«ng suÊt : p®d = 750W = 0,75kW. Víi Ittnh = 3,4A. Chän c¸p ®ång hai lâi, vá c¸ch ®iÖn PVC do Lens s¶n xuÊt cã tiÕt diÖn F = 2x2,5 mm2 víi dßng cho phÐp Icp = 31A. KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng: khc.Icp ³ Itt Þ 31A > 3,4A. D©y dÉn tháa m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng Do ®­êng d©y ®­îc b¶o vÖ b»ng aptomat do ®ã ph¶i kÕt hîp ®iÒu kiÖn c¾t: VËy d©y ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn. 2.6. TÝnh to¸n 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 trung quy m« nªn chñ yÕu c¸c ph©n x­ëng lµm viÖc c¸c c«ng ®o¹n gia c«ng c¸c chi tiÕt m¸y víi nhiÒu m¸y 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 bæ ®Òu chän läc b»ng ®ªn 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 nh­ nhau. HtrÇn = 4,5m ; hc= 0,7m; h1v = 0,8m ; trÇn = 30%; tg = 50% H = HtrÇn - hc - h1v = 4,5 - 0,7 - 0,8 = 3 m . 1.1. Kho cñ c¶i ®­êng. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ: (42x50) =2100m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng. = Tra b¶ng phô lôc PL6 -7 t×m ®­îc sè sö dông Ksd =0,506 X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8.H =1,8.3=5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸nh tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1 = bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2 = bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1..n2 = 9.10 = 90 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30lux HÖ sè dù tr÷ K =1,5 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = = = 2490 1m. Tra b¶ng (PL 6-8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 3000 1m. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 9 x10 =90 bãng. 1.2. Ph©n x­ëng th¸i vµ nÊu cñ c¶i ®­êng. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ : (30x50) =1500 m2. * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL 6 -7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,501 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: = 1,8 (Tra b¶ng chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8.H =1,8.3 =5,4m. Ta chän L =5 m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ 5 m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn bê ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1 =bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2 =bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1.n2 = 6.10 = 60 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 Lux HÖ sè dù tr÷ k =1,5 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL 6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F =3000 lm. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 60 bãng. 1.3. Bé phËn c« ®Æc. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ (12 x50) = 600m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,45 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng L: Ta cã : = 1,8 (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L = 1,8.H =1,8.3 = 5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ 5 m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ. n1 = bãng n2 = bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1..n2 =3.10 = 30 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,2 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 V©y quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6-8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =150W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 2200lm. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 30 bãng. 1.4. Ph©n x­ëng tinh chÕ. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ: (20 x50) =1000m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL 6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,48 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã : =1,8 (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng) L =1,8.H =1,8.3 =5,4m Ta chän L =5 m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn bê ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1=bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2=bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1 .n2 = 4.10 = 40 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,3 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p = 200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 30001m. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 4.10 = 40 bãng. 1.5. Kho thµnh phÈm. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ: (50 x18) = 900 m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông : * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,47 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8 .H =1,8.3 =5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1=bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2 =bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1 .n2 =10.4 = 40 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,3 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,1 V©y quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =150W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F =2200 1m. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 40 bãng. 1.6. Tram b¬m. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ: (30 x20) = 600 m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,47 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8 .H =1,8.3 =5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1=bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2=bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n =n1 .n2 = 6.4 = 24 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,2 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 30001m. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 4.6 =24 bãng. 1.7. Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn tù dïng. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ : (60 x20) = 1200 m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,48 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã: (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8 .H =1,8.3 =5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1=bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2=bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n = n1 .n2 =12.4 = 48 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,5 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p =200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 3000 lm. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 12.4 = 48 bãng. 1.8. Kho than. DiÖn tÝch cña ph©n x­ëng lµ: (50 x20) = 1000 m2 * X¸c ®Þnh hÖ sè sö dông: * X¸c ®Þnh chØ sè phßng: = Tra b¶ng phô lôc PL6-7 t×m ®­îc hÖ sè sö dông ksd = 0,476 * X¸c ®Þnh sè bãng ®Ìn n: * X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c bãng ®Ìn L: Ta cã : (Tra b¶ng víi chiÕu s¸ng ph©n x­ëng dïng chao ®Ìn v¹n n¨ng): L =1,8 .H =1,8.3 =5,4m Ta chän L =5m VËy ta bè trÝ kho¶ng c¸ch c¸c ®Ìn lµ 5m vµ kho¶ng c¸ch tõ bê t­êng ®Õn ®Ìn 2,5m. * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu däc lµ: n1=bãng * Sè ®Ìn bè trÝ mét hµng chiÒu ngang lµ: n2=bãng * Sè ®Ìn trong mét khu vùc chiÕu s¸ng lµ: n =n1 .n2 = 10.4 = 40 bãng Tra b¶ng lÊy ®é räi E =30 lux HÖ sè dù tr÷ k =1,7 HÖ sè tÝnh to¸n Z =1,2 VËy quang th«ng cña mçi bãng ®Ìn ®­îc x¸c ®Þnh: F = Tra b¶ng (PL6 -8-TL1) chän bãng ®Ìn d©y tãc v¹n n¨ng cã c«ng suÊt p = 200W ®iÖn ¸p U =220/230V cã quang th«ng F = 3000lm. Tæng sè bãng ®Ìn trong ph©n x­ëng lµ 10.4 = 40 bãng. B¶ng2.3. 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 Kho cñ c¶i ®­êng 2100 220/380 200 3000 90 PX. th¸i vµ nÊu cñ c¶i ®­êng 1500 220/380 200 3000 60 Bé phËn c« ®Æc 600 220/380 150 2200 30 Ph©n x­ëng tinh chÕ 1000 220/380 200 3000 40 Kho thµnh phÈm 900 220/380 150 2200 40 PX söa ch÷a c¬ khÝ 800 220/380 150 2200 30 Tr¹m b¬m 600 220/380 200 3000 24 Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn 1200 220/380 200 3000 48 Kho than 1000 220/380 200 3000 40 Tæng 402 Tæng c«ng suÊt ®Ìn sîi ®èt dïng trong nhµ m¸ylµ: PS = 0,2. ( 90 + 60 + 40 + 24 + 48 + 40 ) + 0,15. ( 30 + 40 + 30 ) = 75,4 kW. 2. Ph­¬ng ¸n tÝnh chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn huúnh quang. Do tÝnh chÊt kh¸c nhau cña hai lo¹i ®Ìn sîi ®èt vµ ®Ìn huúnh quang nªn khi thiÕt kÕ chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn huúnh quang kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i thay thÕ tÊt c¶ c¸c ®Ìn sîi ®èt cña c¸c ph©n x­ëng b»ng ®Ìn huúnh quang mµ chØ thay thÕ cho mét sè ph©n x­ëng mµ khi lµm viÖc yªu cÇu ®é räi cao. Ta kh«ng thay thÕ cho ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ. 2.1. Thay thÕ cho kho cñ c¶i ®­êng Thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang. Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x90) = 180 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 180.40 = 7200 W = 7,2kW. 2.2. Thay thÕ cho ph©n x­ëng th¸i vµ nÊu cñ c¶i ®­êng. T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x60) = 120 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 120.40 = 4800 W = 4,8kW. 2.3. Thay thÕ cho bé phËn c« ®Æc. T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 1 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (1 x30) = 30 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 30.40 = 1200 W = 1,2 kW. 2.4. Thay thÕ cho ph©n x­ëng tinh chÕ . T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x40) = 80 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 80.40 = 3200 W = 3,2 kW. 2.5. Thay thÕ cho kho thµnh phÈm. T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 1 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (1 x40) = 40 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 40.40 = 1600 W = 1,6 kW. 2.6. Thay thÕ cho tr¹m b¬m . T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250Im mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang. Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x24) = 48 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 48.40 = 1920 W = 1,920 kW. 2.7. Thay thÕ cho nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250lm mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x48) = 96 bãng. C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 96.40 = 3840 W = 3,840 kW. 2.8. Thay thÕ cho kho than. T­¬ng tù nh­ ®èi víi kho cñ c¶i ®­êng, ta thay thÕ toµn bé ®Ìn sîi ®èt b»ng ®Ìn huúnh quang cã c«ng suÊt mçi bãng lµ 40W cã l­îng quang th«ng F = 2250Im mçi bãng ®Ìn sîi ®èt ®­îc thay thÕ b»ng 2 bãng ®Ìn huúnh quang . Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang lµ : n = (2 x40) = 80 bãng C«ng suÊt tæng cña toµn bé ®Ìn lµ : P TNS = 80.40 = 3200 W = 3,2 kW. B¶ng 2.3. 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 Kho cñ c¶i ®­êng 2100 220/380 40 2250 180 PX. th¸i vµ nÊu cñ c¶i ®­êng 1500 220/380 40 2250 120 Bé phËn c« ®Æc 600 220/380 40 2250 30 Ph©n x­ëng tinh chÕ 1000 220/380 40 2250 80 Kho thµnh phÈm 900 220/380 40 2250 40 PX söa ch÷a c¬ khÝ 800 220/380 150 ‘ *’ 2200 30 Tr¹m b¬m 600 220/380 40 2250 48 Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn 1200 220/380 40 2250 96 Kho than 1000 220/380 40 2250 80 Trong ®ã : ‘ *‘lµ c«ng suÊt bãng ®Ìn sîi ®èt kh«ng thay thÕ. Tæng sè bãng ®Ìn huúnh quang thay thÕ lµ : n = 674 bãng Tæng c«ng suÊt tiªu thô cña c¸c lo¹i bãng ®Ìn lµ : P =0,15.30 + 674. 0,04 = 4,5 +26,96 = 31,46 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 c¸c ph­¬ng ¸n dïng toµn ®Ìn sîi ®èt lµ : P = 75,4 kW Tæng s«ng suÊt khi ta dïng phèi hîp gi÷a ®Ìn huúnh quang vµ sîi ®èt : P = 31,46 kW Chªnh lÖch tiªu thô c«ng suÊt gi÷a 2 ph­¬ng ¸n : P = 75,4 - 31,46 = 43,94 kW NÕu gi¶ thiÕt sè giê tiªu thô trong 1 ngµy lµ 14 h th× l­îng ®iÖn n¨ng tiÕt kiÖm ®­îc trong 1 n¨m th× sö dông hÖ thèng chiÕu s¸ng b»ng ®Ìn sîi ®èt kÕt hîp víi ®Ìn huúnh quang : Atk = 14 . P = 14. 365. 43,94 = 224533,4 kWh NÕu gi¸ ®iÖn tiªu thô lµ 500 ®/ kWh th× 1 n¨m nhµ m¸y tiÕt kiÖm ®­îc 1 kho¶n tiÒn lµ : 500. 224533,4 = 112266700 ®ång . Nh­ vËy, sau khi ph©n tÝch 2 ph­¬ng ¸n trªn ta nhËn thÊy ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng dïng mét phÇn ®Ìn sîi ®èt kÕt hîp víi ®Ìn huúnh quang ®em l¹i lîi Ých râ rÖt h¬n c¶ . §iÒu nµy cã lîi cho xÝ nghiÖp, cho nhµ m¸y s¶n xuÊt kinh doanh, gi¶m chi phÝ s¶n xuÊt hµng n¨m. 3.2. Vèn ®Çu t­ ban ®Çu cña mçi ph­¬ng ¸n . Ta thÊy r»ng : Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ chiÕu s¸ng chØ dïng hoµn toµn b»ng ®Ìn sîi ®èt cã vèn ®Çu t­ ban ®Çu nhá h¬n ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn huúnh quang vµ ®Ìn sîi ®èt nh­ng chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m l¹i lín h¬n . X¸c ®Þnh vèn ®Çu t­ ban ®Çu cña mçi ph­¬ng ¸n . * Ph­¬ng ¸n dïng hoµn toµn b»ng bãng ®Ìn sîi ®èt : Mua bãng ®Ìn sîi ®èt hîp bé ( bao gåm bãng ®Ìn vµ chao ®Ìn ) Gi¸ trung b×nh mçi bé lµ 40 000 ®ång . Chi phÝ vËn chuyÓn, l¾p ®Æt mçi bé lµ 5000 ® . VËy vèn ®µu t­ cho ph­¬ng ¸n lµ : K = (40000+ 5000).402 = 18090.103® * Ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn huúnh quang vµ ®Ìn sîi ®èt : Mua bãng ®Ìn huúnh quang hîp bé gåm 2 bãng ®Ìn, chÊn l­u, st¾c te cña h·ng clipsal gi¸ mçi bé lµ 150 000® . Chi phÝ l¾p ®Æt, vËn chuyÓn mçi bé lµ 10 000®. TiÒn mua ®Ìn huúnh quang gåm 337 bé . K1 = 337 (150 000+ 10 000) = 53920 .103®. TiÒn mua ®Ìn s¬i ®èt : K2 = (40 000 +5 000) .30 = 1350.103®. VËy vèn ®µu t­ cho ph­¬ng ¸n lµ : K = K1 + k2 = (53920 + 1350). 103® = 55270.103® Sau khi ph©n tÝch ta thÊy r»ng nÕu dïng ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng hoµn toµn b»ng ®Ìn sîi ®èt cã vèn ®µu t­ ban ®µu nhá h¬n ph­¬ng ¸n dïng ®Ìn huúnh quang vµ ®Ìn sîi ®èt nh­ng l¹i cã chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m lín h¬n. Ta chän ph­¬ng ¸n sö dông bãng ®Ìn sîi ®èt kÕt hîp víi bãng ®Ìn huúnh quang lµ ph­¬ng ¸n chiÕu s¸ng cho nhµ m¸y . VËy doang nghiÖp lùa chä ph­¬ng ¸n sö dông nµo kh«ng chØ dùa vµo ph©n tÝch kinh tÕ kü thuËt mµ cßn dùa vµo vèn ®µu t­ vµ ®iÒu kiÖn cña mçi doanh nghiÖp. . Tµi liÖu tham kh¶o 1. NguyÔn C«ng HiÒn, NguyÔn M¹nh Ho¹ch. HÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho XÝ nghiÖp c«ng nghiÖp §« thÞ vµ nhµ cao tÇng. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ néi 2001. 2. Ng« Hång Quang. Sæ tay lùa chän vµ tra cøu thiÕt bÞ ®iÖn tõ 0,4 ®Õn 500 kV Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt , Hµ Néi 2002 3. Ng« Hång Quang, Vò V¨n TÇm. ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ néi 2001 4. A.A.Fedorov, G.V.Xªb«novxki. S¸ch tra cøu vÒ cung cÊp ®iÖn xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp… Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ néi 2001 5. Lª V¨n Doanh, §Æng V¨n §µo. Kü thuËt chiÕu s¸ng . Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, S¸ch dÞch . 6. TrÇn B¸ch. L­íi ®iÖn vµ hÖ thèng ®iÖn, tËp 1,2,3 Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt. 7. NguyÔn §×nh Th¾ng, NguyÔn Minh Ch­íc . Kü thuËt An toµn ®iÖn . Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt. Môc lôc