CHO PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN THỨC ĂN GIA SÚC

Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



• Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày: Để thị giác

đánh giá được chính xác.

II. Các phương pháp tính toán chiếu sáng.

1. Phương pháp hệ số sử dụng.

Phương pháp này dùng để sử dụng tính chiếu sáng chung, không chú

ý đến hệ số phản xạ của tường và vật cảnh. Phương pháp này thường dùng

để tính chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tích lớn hơn 10 m 2, không

thích hợp để tính chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời. Theo phương

pháp này thì quang thông được xác định:

E.S.k.Z



F = n.k

sd



Trong đó:

F: quang thông của mỗi đèn, lm

E: độ rọi, lx

S : diện tích cần chiếu sáng, m2

k: hệ số dự trữ

n: số bóng đèn sử dụng trong phân xưởng

ksd: hệ số sử dụng của đèn, phụ thuộc vào loại đèn và điều kiện của

phản xạ phòng. Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng phải xác định được một

trị số gọi là chỉ số của phòng. Chỉ số của phòng được tính:

a.b

ϕ=

H.(a + b)

Với:

a, b: chiều dài và chiều rộng phòng, m

H: khoảng cách từ đèn đến mặt công tác, m

Z: hệ số tính toán, phụ thuộc vào loại đèn và tỷ số

khoảng cách giữa các đèn, Z =



L

, với L là

H



E tb

E min



2. Phương pháp tính theo từng điểm.

Phương pháp này dùng để tính chiếu sáng cho các phân xưởng có

yêu cầu quan trọng và khi tính không quan tâm đến hệ số phản xạ. Để đơn

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



41



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



giản trong tính toán người ta coi đèn là một điểm sáng để áp dụng được luật

bình phương khoảng cách. Trong phương pháp này ta phải phân biệt để

tính độ rọi cho 3 trường hợp điển hình:

2.1 Tính độ rọi trên mặt phẳng nằm ngang, Eng.

E ng =



Iα .cos 2α



h2

2.2 Tính độ rọi trên mặt phẳng thẳng đứng, Eđ.

Iα .cos 2α .tgα

Eđ =

h2

2.3. Tính độ rọi trên mặt phẳng nghiêng một góc θ, Engh.

Engh = Eng.(cosθ + tg α .sinθ)

Trong đó:

P

tgα =

h

Iα : tra trong sổ tay ứng với các loại đèn.

3. Phương pháp tính gần đúng.

Phương pháp này thích hợp để tính toán chiếu sáng cho các phòng

nhỏ hoặc chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5 yêu cầu tính toán không cần độ chính

xác cao.

Phương pháp gần đúng này có hai cách:

3.1. Cách 1.

Phương pháp này thích hợp khi thiết kế và tính toán sơ bộ. Sử dụng

phương pháp này chỉ cần xác định công suất ánh sáng trên một đơn vị diện

tích (W/m2) theo từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau, sau đó nhân với diện

tích cần chiếu sáng ta sẽ được công suất tổng.

Công suất tổng:

Ptổng = p.S (W)

Trong đó:

p: công suất tổng trên một đơn vị diện tích, W/m2

S: diện tích cần chiếu sáng, m2

3.2. Cách 2.

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



42



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



Cách này chủ yếu dựa vào bảng số đã tính toán sẵn với công suất

10W một mét vuông. Khi thiết kế nếu lấy độ rọi phù hợp với độ rọi trong

bảng đã tính sẵn thì không phải hiệu chỉnh. Nếu khác nhau thì phải hiệu

chỉnh theo biểu thức:

10.E min .k

p=

E

Trong đó:

p: công suất trên đơn vị diện tích, W/m2

Emin:độ rọi tối thiểu cần có

E: độ rọi tra bảng tính sẵn với tiêu chuẩn 10 W/m2

k: hệ số an toàn

Sau khi tính được p ta tìm được công suất đặt:

Pđ = p.S với S là diện tích của phòng

P

Số lượng đèn n = d với P là công suất mỗi đèn mà ta chọn, W

P

4. Phương pháp tính toán với đèn huỳnh quang.

Đèn huỳnh quang thường dùng để chiếu sáng chung, đèn huỳnh

quang có ưu điểm là công suất tiêu thụ ít nhưng độ rọi không cao, ánh sáng

dịu mát.

Giả thiết rằng nguồn sáng song song với mặt phẳng khảo sát. Độ rọi

tại M xác định theo biểu thức:

I'α .cos 2α  l.r

l

. 2

+ arctg 

E=

2

2.h

r

l + r

Trong đó:

I'α : là cường độ ánh sáng của một thước nguồn quang

r: là cự ly nguồn sáng đến điểm M

h: độ treo cao của bóng so với mặt công tác

α : góc giữa h và r

l: chiều dài nguồn quang.

III. Yêu cầu của mạng điện chiếu sáng.

• Với hệ thống cấp điện cho sinh hoạt, chiếu sáng được cấp chung

với mạng điện cấp cho các phụ tải khác. Với hệ thống cấp điện cho xưởng

máy, nên để cho hệ thống chiếu sáng đi theo mạng riêng ( đường dây riêng,

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



43



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



tủ điện riêng), tránh cho việc đóng mở động cơ làm dao động điện áp lớn

trên cực đèn.

• Độ lệch điện áp mạng động lực cho phép ± 5% Uđm, đối với mạng

chiếu sáng chỉ cho phép ± 2,5% Uđm.

• Tủ chiếu sáng nên dùng áptômát (tổng và nhánh) để khi mất điện

có thể đóng trở lại nhanh, không mất thời gian thay dây chì.

• Tủ, bảng chiếu sáng nên đặt ở gần cửa ra vào của nhà xưởng,

phòng làm việc.

• Tại các nhà xưởng, ngoài chiếu sáng làm việc còn cần thiết kế

chiếu sáng sự cố đề phòng trong trường hợp mất điện lưới. Nguồn chiếu

sáng sự cố thường là các bộ ắcquy 12V, 24V, 36V chỉ nhằm chiếu sáng an

toàn cho công nhân vận hành khi mất điện lưới.

• Lựa chọn áptômát cho tủ chiếu sáng cũng như lựa chọn áptômát

cho mạng động lực.

• Lựa chọn dây dẫn, cáp cho mạng chiếu sáng cũng chọn theo dòng

phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện kết hợp bảo vệ:

+ Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

I

k.Icp ≥ dc

0,8

+ Nếu bảo vệ bằng áptômát:

I

1,25.I dmA

k.Icp ≥ kdnh =

1,5

1,5

• Cần hết sức chú ý việc phân pha cho đều, tránh trường hợp điện áp

quá chênh lệch trên đầu cực đèn ở đầu và cuối đường dây.

IV. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc

1. xác định số lượng và công suất của bóng đèn.

Phân xưởng là phân xưởng sản xuất có bụi bặm, và có độ chói giữa

dụng cụ sản xuất nên phân xưởng cần có ánh sáng thật, ổn định, không gây

mỏi mắt cho người sản xuất ... Vì những đặc điểm đó ta chọn bóng đèn dây

tóc loại đèn vạn năng để chiếu sáng cho phân xưởng. Bóng đèn dây tóc có

ưu điểm là phát ra ánh sáng thật, ít bị nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp,

ánh sáng không gây mỏi mắt, đèn có giá thành rẻ, có hệ số công suất cos ϕ

cao.

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



44



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



Để giảm độ tương phản, đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn diện tích

ta dùng hệ thống chiếu sáng với cách bố trí đèn ở bốn góc.



Hình 2.1: Sơ đồ bố trí đèn

2. Tính chọn công suất đèn.

Vì chiếu sáng chung nên ta dùng phương pháp hệ số sử dụng

(phương pháp quang thông) để tính chọn công suất cho đèn.

E.S.k.Z

F=

n.k sd

Trong đó:

F: quang thông của mỗi đèn, lm

E: độ rọi, lx

S: diện tích cần chiếu sáng, m2

k: hệ số dự trữ

n: số bóng đèn sử dụng trong phân xưởng

ksd: hệ số sử dụng của đèn, phụ thuộc vào loại đèn và điều kiện của

phản xạ phòng.

Phân xưởng chế biến thức ăn gia súc có chiều dài a = 75 m và chiều

rộng b = 85 m với tổng diện tích S = 6375 m2

Các bước thực hiện:



Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



45



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



hc

h



hlv



Hình 2-2: Độ treo cao của đèn

Trong đó

H: khoảng cách từ đèn tới mặt công tác, m

hlv: độ cao của mặt công tác so với nền nhà, m

hc: khoảng cách từ đèn đến trần, m

Căn cứ vào độ cao của nhà xưởng 6,5 (m), độ cao của mặt công tác

so với nền nhà hlv = 0,8 (m) và đèn cao cách trần h c = 0,7 (m) ta xác định

được khoảng cách từ đèn tới mặt công tác:

H = 6,5 - hlv - hc = 6,5 - 0,8 = 5,7(m)

L

Tra bảng với đèn vạn năng được trị số = 1,8 là thích hợp. Khoảng

H

cáh giữa các đèn là:

L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)

Dựa vào chiều dài, chiều rộng của phân xưởng ta chọn L = 5 (m). Do

vậy, ta bố trí phân xưởng 1275 bóng trong đó chia làm 30 dãy, mỗi dãy

bóng, các bóng cách nhau 25 m, cách tường 2,5 m.

Xác định chỉ số phòng:

ϕ=



a.b

= 6,99

H.(a + b)



Lấy hệ số phản xạ của tường là βtg = 50% và của trần là βtr = 30% .

Tra bảng phụ lục ta có ksd = 0,452.

Xác định quang thông F:

Độ rọi yêu cầu: E = 30 lx

Hệ số dự trữ: k = 1,3

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



46



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



Hệ số tính toán: Z = 1,1

Quang thông của mỗi đèn là:

F=



E.S.k.Z 30.825.1,3 .1,1

=

= 2372,8 (lm)

n.k sd

33.0,425



Ta chọn đèn sợi đốt chao vạn năng có công suất đặt P đ = 200 W,

quang thông F = 2528 lm và điện áp Uđm = 220 V.

Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng là:

PCS = 1275. 6375= 8128125 W = 8128,125 kW

3. Thiết kế mạng điện chiếu sáng.

Theo tính toán chương III, nguồn chiếu sáng của phân xưởng chế

biến thức ăn gia súc được lấy từ một lộ ra của tủ phân phối phân xưởng. Lộ

này cung cấp cho tủ chiếu sáng đặt cạnh cửa ra vào của phân xưởng. Tủ

gồm 1 áptômát tổng và 11 áptômát nhánh 1 pha, mỗi áptômát nhánh cấp

điện cho 3 bóng đèn.

• Chọn áptômát tổng:

Chọn áptômát theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức:

UđmA ≥ Uđm.m = 0,38 kV

Dòng điện định mức:

PCS

6,6

IđmA ≥ Itt =

=

= 10,03 (A)

3.0,38.1

3.U dm.m .cosϕ

Chọn áptômát loại C60H do hãng Merlin Gerin chế tạo với các thông

số sau:

UđmA = 415 V

IđmA = 25 A

IN = 10 kA

• Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng:

Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:

khc.Icp ≥ Itt = 10,03 (A)

khc = 1: hệ số hiệu chỉnh

Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ là áptômát:

I

1,25.I dmA 1,25.25

=

= 20,83 (A)

Icp ≥ kdnh =

1,5

1,5

1,5

Chọn cáp đồng 4 lõi, vỏ PVC do LENS sản xuất có tiết diện F = 2,5

mm2 với dòng cho phép Icp = 41 A.

47

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



• Chọn các áptômát nhánh:

Chọn áptômát theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức:

UđmA ≥ Uđm.m = 220 V

Dòng điện định mức:

n.Pd

3.0,2

IđmA ≥ Itt =

=

= 2,73 (A)

U dm.m

0,22

Chọn áptômát loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo với các

thông số sau:

UđmA = 400 V

IđmA = 6 A

ICắt N = 4,5 kA

• Chọn dây từ tủ chiếu sáng tới bóng đèn:

Chọn dây theo điều kiện phát nóng:

khc.Icp ≥ Itt = 2,73 A

khc = 1: hệ số hiệu chỉnh

Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ là áptômát:

I

1,25.I dmA 1,25.6

=

= 5 (A)

Icp ≥ kdnh =

1,5

1,5

1,5

Chọn cáp đồng 2 lõi, vỏ PVC do LENS sản xuất có tiết diện F =

2x1,5 mm2

với dòng cho phép Icp = 26 A.

Tổng công suất của đèn sợi đốt trong toàn Px là:

PΣ = 0,3.(96 + 140 + 120 + 60 + 120 + 24) + 0,2.(24 + 33 + 36)

= 186,6 (kW)

2. Phương án tính chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang.

ở trong phần tính toán này, ta cần chú ý rằng không phải phân xưởng

nào cũng có thể thay thế đèn sợi đốt bằng đèn huỳnh quang. Tuỳ theo tính

chất của công việc mà ta có thể thay thế được. Các phân xưởng chế biến

thức ăn gia súc không đòi hỏi cao về chiếu sáng nên ta không thay đèn sợi

đốt bằng đèn huỳnh quang.

2.1. Thay thế cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc



Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



48



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



Thay thế toàn bộ bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn huỳnh quang có

công suất mỗi bóng là 40 (W) và quang thông là 2250 (lm). Mỗi bóng đèn

sợi đốt thay bằng 4 bóng đèn huỳnh quang.

Vậy tổng số bóng đèn huỳnh quang là:

n = (4x96) = 384 (bóng)

Công suất tổng của các bóng đèn là:

PΣ = n.P = 384.40 = 15360 (W) = 15,36 (kW)

3.Phân tích kinh tế - kỹ thuật các phương án.

3.1.Phân tích kinh tế - kỹ thuật.

Tổng công suất tiêu thụ của phương án dùng đèn sợi đốt là:

PΣ = 186,6 (kW)

Tổng công suất tiêu thụ của phương án dùng đèn sợi đốt và đèn

huỳnh quang :

PΣ = 108,2 (kW)

Chênh lệch công suất tiêu thụ của hai phương án là:

ΔP = 186,6 - 108,2 = 78,4 (kW)

Lượng điện năng tiết kiệm trong năm là:

Atk = ΔP .8760 = 78,4.8760 = 686 784 (kWh)

Nếu giá điện tiêu thụ là 500 (đồng/kWh) năm nhà máy tiết kiệm

được số tiền là: 500.686 784 = 343 392 000 (đồng).

Như vậy, sau khi phân tích hai phương án trên ta nhận thấy phương

án chiếu sáng dùng một phần đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang đem lại lợi

ích rõ rệt nhất. Điều này rất có lợi cho xí nghiệp, nhà máy sản xuất kinh

doanh, giảm chi phí sản xuất hàng năm.

3.2. Phân tích vốn đầu tư ban đầu.

Với phương án thiết kế chiếu sáng dùng toàn bộ đèn sợi đốt thì vốn

đầu tư ban đầu (như chi phí mua thiết bị, chi phí vận chuyển, lắp đặt, vận

hành và sửa chữa) là tương đối rẻ hơn so với dùng đèn huỳnh quang. ở đây

ta chỉ phân tích sâu phương án dùng đèn huỳnh quang kết hợp với đèn sợi

đốt để cuối cùng xem vốn đầu tư ban đầu có thể chấp nhận được hay

không.

+ Giá đèn huỳnh quang hợp bộ 4 bóng của hãng Clípal là 300 000

(đồng)

Tổng giá trị của 560 bộ là:

Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



49



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



K1 = 560.300 000 = 168. 106 (đồng)

Chi phí vận chuyển lắp đặt là 1000 (đồng/bộ) nên tổng chi phí vận

chuyển lắp đặt là:

K2 = 560.10 000 = 5,6.106 (đồng)

+ Giá trung bình bóng đèn sợi đốt hợp bộ là 50 000 (đồng)

Tổng giá trị của 93 bộ là:

K3 = 93.50 000 = 4,65.106 (đồng)

Chi phí vận chuyển lắp đặt là 5000 (đồng/bộ) nên tổng chi phí vânh

chuyển lắp đặt là:

K4 = 93.5000 = 0,47.106 (đồng)

Tổng vốn đầu tư cho phương án này là:

K = K1 + K2 + K3 + K4 = (168 + 5,6 + 4,65 + 0,47).106 = 178,72.106

(đồng).

Nếu phương án sử dụng toàn đèn sợi đốt thì tổng vốn đầu tư ban đầu

là:

K = 653.(50 000 + 5000) = 35,92.106 (đồng)

Sau khi phân tích vốn đầu tư ban đầu ta thấy dùng hoàn toàn đèn sợi

đốt thì vốn đầu tư ban đầu nhỏ nhưng chi phí hằng năm rất lớn. Còn dùng

bóng đèn huỳnh quang sẽ có vốn đầu tư lớn nhưng lại có chi phí hằng năm

nhỏ. Ta chọn

phương án sử dụng bóng đèn sợi đốt kết hợp với đèn huỳnh quang là

phương án chiếu sáng cho nhà máy.

Vậy để có được phương án chiếu sáng cho phù hợp đối với từng nhà

máy, từng xí nghiệp thì phương án đó không những thoả mãn về kỹ thuật

mà còn thoả mãn về kinh tế.



Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



50



Báo cáo tốt nghiệp







Thiết kế hệ thống cung cấp điện



MỤC LỤC

Phần I

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng chế biến thức ăn

gia súc

Chương I

Giới thiệu chung về phân xưởng chế biến thức ăn gia súc

Chương II

Xác định phụ tải tính toán

I / Các đại lượng cơ bản và các hệ số tính toán

II/ Các phương pháp tính phụ tải tính toán

III/Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng chế biến thức ăn gia

súc

Chương III

Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc

I/Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng chế biến thức ăn gia súc

Phần II

Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia

súc

I/ Khái niệm chung về ánh sáng

II/ Phổ của ánh sáng

III/ Độ nhạy của mắt với ánh sáng

IV/ Các đại lượng đo ánh sáng



Sinh viên: Đinh Trọng Thực - Phạm Anh Tuấn - Lương Đình Thụ - Lớp

CN&DD04A



51