Thiết kế cung cấp điện cho một xưởng cơ khí

Thiết kế cung cấp điện cho một xưởng cơ khí
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa
đấtnước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện
năng đóngvai trò rất quan trọng. Nó là một dạng năng lượng đặc biệt, có rất
nhiều ưu điểm như:dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác( như cơ
năng, hóa năng, nhiệt năng ),dễ dàng truyền tải và phân phối Do đó ngày
nay điện năng được sử dụng rộng rãitrong hầu hết các lĩnh vực của đời sống.
Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ củanền kinh tế, đời sống xã hội ngày
càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năngtrong các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những nhu
cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn vàtin cậy.Do
đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện là yêu cầu bắt buộc với sinh viênngành
hệ thống điện. Quá trình thực hiện đồ án sẽ giúp chúng ta có những hiểu
biếttổng quan nhất về hệ thống điện cũng như các thiết bị trong thiết kế hệ thống
điện.Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí”, sau
mộtthời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Quang Khánh, đến
nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có
hạn nên không thểtránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp
đỡ của các thầy cô đểđồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng
cao trình độ chuyên môn, đápứng nhiệm vụ công tác sau này


Thiết kế cung cấp điện cho một xưởng sản xuất côngnghiệp
2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng3. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ
rõ các mã hiệu và các tham số của thiết bịđược chọn4. Bảng số liệu tính toán mạng điện
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng
cácyêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi,
hiệu quảcủa chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự
lựa chọn hợp lýcùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và

mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kếchiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: –
K h ô n g b ị l o á m ắ t – K h ô n g l o á d o
p h ả n x ạ – K h ô n g c ó b ó n g t ố i – P h ả i c ó
đ ộ r ọ i đ ồ n g đ ề u – P h ả i đ ả m
b ả o đ ộ s á n g đ ủ v à ổ n đ ị n h – P h ả i t ạ o ra được ánh
s á n g g i ố n g á n h s á n g ban ngày. Các hệ thống chiếu sáng bao gồm
chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếusáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ
và chung ) . Do yêu cầu thị giác cần phải làm việcchính xác, nơi mà các thiết bị
cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân
xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.Chọn loại bóng đèn chiếu sáng: gồm
2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnhquang. Các phân xưởng thường ít dung đèn
huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần sốlà 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các
1
động cơ không đồng bộ, nguy hiểmcho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao
động. Do đó người ta thường sử dụngđèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ
khí.Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông
hoặchình chữ nhật .Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa
chữa có kích thước a.b.H là16.38.4,4 m ,Coi trần nhà màu trắng , tường
màu vàng , sàn nhà màu sám ,với độ rọiyêu cầu là E
yc
= 100 lux
Lên sơ đồ bố trí mặt bằng là công đoạn cơ bản trong thiết kế hệ thống sản
xuất đảm bảo năng suất. Bố trí mặt bằng sản xuất thường được định nghĩa là
công việc sắp xếp máy móc, thiết bị và dòng vật liệu, sản phẩm trung gian
giữa các công đoạn tạo ra sản phẩm. Mặt bằng sản xuất được coi là bố trí tối
ưu khi thoả mãn các hạn chế không gian vật lý của nhà xưởng và tối thiểu chi
phí vận hành và hao tổn nguyên vật liệu.
Thông thường, thiết kế mặt bằng sản xuất sẽ quan tâm tới chi phí thời gian
vận hành máy móc và khả năng sẵn sàng cung ứng sản phẩm; khi đó, hệ
thống sản xuất có tính chất tập trung vào sản phẩm (product-focused). Khi

thiết kế mặt bằng sản xuất quan tâm tới chất lượng sản phẩm và tính linh hoạt
của các công đoạn sản xuất; hệ thống sản xuất mang tính chất tập trung vào
qui trình (process-focused).
Một cách tự nhiên, hệ thống sản xuất chú trọng sản phẩm phù hợp với các
dây chuyền sản xuất với công nghệ xác định và từng vị trí công việc được
chuyên môn hoá cao. Hệ thống sản xuất chú trọng qui trình phù hợp hơn với
dây chuyền sản xuất được phân bố theo từng nhóm chức năng. Trên thực tế,
bố trí trang thiết bị là sự kết hợp của hai loại mặt bằng trên.
Với mục tiêu tối giản chi phí phát sinh từ việc hư hao nguyên liệu và vận
chuyển sản phẩm trung gian giữa các công đoạn/bộ phận, nên các bộ phận
2
kết nối trung gian thường được được bố trí gần nhau nhất. Thiết kế mặt bằng
phổ biến được trình bày dưới dạng sơ đồ khối, trong đó thể hiện rõ dòng di
chuyển của nguyên vật liệu và các sản phẩm trung gian. Các thông tin này
được cung cấp qua các bảng từ/đến (from/to) hoặc bảng tóm tắt lượng hàng
luân chuyển- thể hiện số trung bình đơn vị vật liệu/sản phẩm trung gian luân
chuyển giữa các công đoạn.
Ở bước tiếp theo, bố trí mặt bằng được thiết kế bằng cách tính toán số lần
phải chuyển vật liệu/sản phẩm trung gian giữa các bộ phận và xếp hạng các
bộ phận theo trật từ giảm dần số lần trung chuyển.
Cuối cùng, phương án bố trí thử sẽ được sắp trên bảng chia ô theo tỷ lệ xích
tương ứng với mặt bằng thực. Các phương án bố trí khác nhau được sắp thử
trên bảng này đề tìm ra phương án tối ưu nhất.
Khi thiết kế phương án bố trí mặt bằng sản xuất tối ưu, câu hỏi cơ bản nhất
cần giải quyết chính là “vị trí tương đối giữa các thiết bị”. Vị trí đặt máy và thiết
bị phụ thuộc vào quan hệ giữa các cặp thiết bị được đặt gần nhau với các cặp
thiết bị khác trong mối liên kết tương đối với nhau. Các vị trí được cố định sao
cho phí tổn của việc vận chuyển vật liệu/sản phẩm trung gian giữa các vị trị
không liền kề nhau là nhỏ nhất. Giới hạn về không gian nhà xưởng sẽ không
cho phép thiết kế đi quá chi tiết với các chỉ số được sử dụng để tính toán lợi

ích và thiệt hại.
Trong nhiều năm, giải quyết bài toán bố trí tối ưu mặt bằng sản xuất luôn thu
hút được nhiều quan tâm nghiên cứu. Do có rất nhiều nhân tố tác động đến
lời giải: dòng vật liệu/sản phẩm trung gian giữa các công đoạn sản xuất, lý do
an ninh, tiếng ồn, an toàn lao động…) nên phương pháp tìm kiếm lời giải cũng
rất phong phú.
Koopmans và Beckmann (1957) lần đầu tiên xem xét bài toán bố trí mặt bằng
sản xuất dưới dạng toàn phương. Tiếp theo đó, một loạt các phương pháp
phân tích và thử nghiệm được phát triển, trong đó có Aldep (Seeholf et al.,
1967), Corelap (Lee et al., 1967) hoặc dựa trên các kỹ thuật đặc thù như
“Simulated annealing” (Tam, 1992b), “Tìm kiếm Tabu”, Lý thuyết đồ thị, tập
mờ, “thuật toán gen sinh học” (Tam, 1992a; Santamarina et al., 1994a;
Santamarina et al., 1994b; Wu et al., 2002). Đa số các phương pháp giải
quyết bài toán mặt bằng tối ưu dều đựa trên phương pháp S.L.P (Systematic
Layout Planning) do Muther đề xướng năm 1961. Thủ tục này, cơ bản, gồm có
việc điều chỉnh các sơ đồ công đoạn sản xuất và một chuỗi các thủ tục để xác
định giá trị và mô tả toàn bộ các nhân tố liên quan tới lắp đặp máy móc, thiết
bị và quan hệ giữa các máy móc và thiết bị này.
Thông tin mà ta biết được là diện tích nhà xưởng D ( m
2
) và công suất
đặt P
đ
( kW ) của các phân xưởng và pḥng ban của nhà máy. Mục đích
là:
3
- Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng.
- Chọn biến áp cho phân xưởng.
- Chọn dây dẫn về phân xưởng.
- Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xưởng.

Phụ tải tính toán của một phân xưởng được xác định theo công suất
đặt P
đ
và hệ số nhu cầu k
nc
( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT
KẾ CẤP ĐIỆN ) theo các công thức sau:
P
tt
= P
đl
= k
nc
.P
đ
( 2-5 )
P
cs
= P
0
.D ( 2-6 )
Q
tt
= Q
đl
= P
tt
. tg
ϕ
( 2-7 )

Từ đó ta xác định được phụ tải tính toán của phân xưởng ( px ) nh-
sau:
P
ttpx
= P
đl
+ P
cs
( 2-8 )
Q
ttpx
= Q
đl
+ Q
cs
( 2-9 )
V́ phân xưởng dùng đèn sợi đốt nên đối với phụ tải chiếu sáng
th́ ϕ= 0 ( cosϕ= 1 ), ta có Q
cs
= P
cs
.tg
ϕ
= 0. Chó ư nếu dùng đèn tuưp
hoặc quạt th́ ta có cosϕ= 0.8, nếu dùng 2 quạt ( cosϕ= 0.8 ) và 1 đèn sợi
đốt ( cosϕ=1 ) th́ ta lấy chung cosϕ= 0.9
Trong các công thức trên:
k
nc
- hệ sè nhu cầu ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT KẾ

CẤP ĐIỆN ).

P
đ
- công suất đặt.
P
0
( W/m
2
) – suất phụ tải chiếu sáng ( trang 253, phụ lục I.2 sách
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ).
P
đl
, Q
đl
– các phụ tải động lực của phân xưởng.
P
cs
, Q
cs
– các phụ tải chiếu sáng của phân xưởng.
• Bước 1: Xác định bài toán và phân tích các dạng và số lượng sản
phẩm được luân chuẩn trên mặt bằng nhà xưởng. Với mục tiêu này,
dòng sản phẩm giữa các công đoạn sản xuất được nghiên cứu và
quan hệ định tính giữa các dòng sẽ được lên kế hoạch.
• Bước 2: Đây là giai đoạn phân tích. Lược đồ quan hệ giữa các
hành trình và/hoặc công động sản xuất được ghi nhận và xem xét
4
trong mối tương quan với khoảng không gian cần thiết với một hoạt
động. Kết của giai đoạn này làm một sơ đồ quan hệ các khoảng không

gian, chịu sự hạn chế của các thao tác vận hành và các nhân tố tác
động khác.
• Bước 3: Tổng hợp các kết quả phân tính và tính toán. Các phương
án sắp xếp mặt bằng khác nhau được hình thành.
• Bước 4: Đánh giá. Từng phương án được xem xét chi tiết và cẩn
trọng.
• Bước 5: Lựa chọn. Chọn lọc phương án bố trí mặt bằng tốt nhất.
• Bước 6: Triển khai và diều chỉnh phương án đã lựa chọn trên thực
địa.
5