Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Trờng ĐHSPKT Hng Yên cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã
KHOA ĐIệN - điện tử Độc lập - tự do - hạnh phúc
***. ***.
đồ án môn học
Sinh viên thực hiện: Phạm Sơn Hải
Đinh Việt Hùng
Khoá học :2003 2007
Nghành đào tạo :Kỹ thuật điện
Tên đè tài:
Tính toán, thiết kế chiếu sáng cho một trờng học.
+ Số liệu cho trớc:
-Dãy nhà 2 tầng gồm 10 phòng học lý thuyết, mỗi phòng có diện
tích 120 m
2
.
-Một phân xởng cơ khí có diện tích 1000 m
2
, đợc lợp mái tôn
+ Nội dung cần hoàn thành:
1. Tính toán công suất chiếu sáng, lựa chọn nguồn sáng.
2. Tính toán lựa chọn dây dẫn và cáp.
3. Tính toán lựa chọn các thiết bị đóng cắt, bảo vệ.
4. Quyển thuyết minh và các bản vẽ , mô tả đầy đủ nội dung đề tài
Giáo viên hớng dẫn: Ngày giao đề: 20/02/2006
Ngày hoàn thành: 15/4/2006
Vũ Thị Tựa
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa


-Một phân xởng cơ khí có diện tích 1000 m
2
, đợc lợp mái tôn.
Đồ án gồm các phần sau:
Phần I : Giới thiệu chung về chiếu sáng
Phần II : Thiết kế chiếu sáng
Phần III: Tính toán, thiết kế chiếu sáng cho trờng học
Đây là lần đầu tiên chúng em làm một đồ án về cung cấp điện gặp rất
nhiều khó khăn nhng với sự hớng dẫn tận tình của cô Vũ Thị Tựa cùng
các thầy cô trong khoa đã chỉ cho em những kiến thức cần thiết để hoàn
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 2
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
thành đồ án này.Trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót chúng em
rất mong nhận đợc sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy cô.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
MụC LụC

Trang
Phần I Giới thiệu chung về chiếu sáng
I. Đặt vấn đề 1 II.
Phân loại .1 III.
Những điều kiện chiếu sáng tốt nhất 2 IV. Hệ

35
2. Lựa hcọn áptômát cho xởng cơ khí .40
IV Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi
dây 42
Lời kết
49
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 4
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Phần I: Giới thiệu chung về chiếu sáng
I. Đặt vấn đề.
Trong đời sống sinh hoạt cũng nh trong sản xuất,chiếu sáng đóng một
vai trò rất quan trọng và cần thiết trong việc đảm bảo sức khoẻ của ngời
lao động, nâng cao năng xuất lao động, đảm bảo chất lợng sản phẩm,
an toàn trong sản xuất.Nếu ánh sáng không đủ, ngời lao động sẽ phải
làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hởng đến sức khoẻ,
dẫn đến hàng loạt các sản phẩm không đạt các tiêu chuẩn kĩ thuật và
năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong quá trình làm
việc. Vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Không bị loá mắt do phản xạ
Không bị loá mắt
Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất
Giáo viên hớng dẫn

1. Độ rọi phải đảm bảo, tức là bề mặt làm việc và môi trờng nhìn thấy
phải thoả mãn độ chói để cho mắt có thể phân biệt đợc các chi tiết cần
thiết một cách rõ ràng và không bị mệt mỏi.
2. Quang thông xác định sự che tối và tỷ lệ của độ chói ( tơng phản) cần
phải đợc định hớng sao cho mắt ngời thu nhận đợc hình ảnh rõ ràng về
hình dáng và chung quanh của mục tiêu mà ta nhìn.
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 6
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
3. ánh sáng cần phải đợc thoả mãn đồng đều, tức là quan hệ giữa độ
rọi cực đại và cực tiểu của bề mặt không đợc vợt quá một giới hạn nhất
định.
4. Màu của ánh sáng cần phải thích hợp với dạng lao động đợc tiến
hành.
5. Việc bố trí đặt các đèn và độ chói của đèn phải chọn sao cho mắt ng-
ời ta không bị mệt mỏi do chiếu sáng trực tiếp hay ánh sáng phản xạ.
6. Trong một số trờng hợp nhất định, cần phải có những đèn an toàn, bố
trí sao cho trong trờng hợp ánh sáng chung bị ngắt, thì hệ thống đèn an
toàn phải có khả năng tạo cho mỗi ngời có thể tìm thấy con đờng để
thoát khỏi khu vực ra ngoài. Độ rọi an toàn không đợc bé hơn
0,3 lux.
Những yêu cầu nêu trên của chiếu sáng cần phải đợc thoả mãn với sự
tốn kém ít nhất.

Chiếu sáng này thờng đợc dùng để chiếu sáng các chi tiết gia công
trên máy công cụ, chiếu sáng ở các bộ phận kiểm tra v.v Tại đây, chiếu
sáng chung sẽ không đủ độ rọi cần thiết nên phải sử dụng thêm chiếu
sáng cục bộ. Các loại đèn chiếu sáng cục bộ trên máy công cụ hoặc
các đèn cầm tay di động thờng dùng với điện áp 36 V hay 12 V
3. Chiếu sáng tổ hợp ( hay còn gọi là chiếu sáng hỗn hợp )
Đó là kết quả của việc sử dụng đồng thời chiếu sáng chung và chiếu
sáng cục bộ. Chiếu sáng hỗn hợp đợc dùng ở những phân xởng, có
những công việc thuộc cấp 1, 2 và 3 ghi ở bảng phân cấp công việc. Nó
cũng đợc dùng khi cần phân biệt màu sắc, độ lồi, lõm v.v Chiếu sáng
loại này thờng đợc dùng ở các phân xởng gia công nguội, các phân x-
ởng khuôn mẫu v.v trong các nhà máy cơ khí.
V . Một số đại l ợng dùng trong tính toán chiếu sáng
1. Quang thông: (Đơn vị Lumen,viết tắt [lm])
Là năng lợng do một nguồn sáng phát ra qua một diện tích trong một
đơn vị thời gian, là thông lợng của năng lợng.
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 8
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Những ánh sáng từ nguồn quang phát ra gồm nhiều sóng điện từ có bớc
sóng khác nhau, do đó năng lợng của nó đợc biểu hiện:

=

0


deE
Trong nguồn quang có công suất khá lớn, có các bớc sóng khác nhau
sẽ gây ra cho mắt ta cảm giác khác nhau do đó ngời ta đa ra thêm khái
niêm :Độ rõ
Ký hiệu: V


Vậy định nghĩa quang thông(F): là tích phân của thông lợng quang năng
và hàm độ rõ:



=
0


deVF

[lm]
2. Cờng độ sáng I:, đơn vị Candela [cd].
Nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phơng, trong một góc đặc
(hay góc khối) dw nó truyền đi một quang thông dF thì đại lợng dF/dw
gọi là cờng độ ánh sáng của nguồn sáng trong phơng đó.
I=dF/dw [cd=lm/Sr]
dF - tính bằng lumen [ lm]
Giáo viên hớng dẫn
:

10
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Thông lợng của nguồn S đi qua diện tích là :
dF = Idw
dw = dS.cos

/r
2
, r là khoảng cách từ S tới tâm dS
E= dF/dS= I dS. cos

/r
2
.dS = I. cos

/r
2

Vậy độ rọi của nguồn sáng tỉ lệ thuận với cờng độ ánh sáng tỉ lệ
nghịch với bìng phơng khoảng cách từ nguồn tới tâm diện tích đợc chiếu
sáng ngoài ra còn phụ thuộc vào hớng tới của nguồn
Tóm lại: độ rọi là mật độ quang thông rơi trên bề mặt diện tích
(đơn vị lux)
b) Độ trng R: của một bề mặt của một nguồn sáng có kích thớc giới hạn
tại một điểm của nó là tỉ lệ giữa quang thông dF phát ra từ
một bề mặt so cấp xung quanh điểm này và diện tích dS
của nó:
R=dF/dS
Giáo viên hớng dẫn
:

cos dS
[
2
m
cd
]
VI. Dụng cụ chiếu sáng thông dụng.
Để tạo nguồn sáng cung cấp ánh sáng cho sinh hoạt, trong sản
xuất.v.v ,ngời ta thờng dùng các loại đèn nh:đèn sợi đốt, đèn huỳnh
quang.v.v
1. Đèn sợi đốt.
a) Cấu tạo:
Đèn sợi đốt còn gọi là đèn dây tóc đợc dùng rộng rãi trong các lĩnh
vực, lắp đặt dễ dàng
Cấu tạo đơn giản gồm: một dây tóc đợc xoắn hình lò xo là một loại vật
liệu chịu nhiệt và bức xạ nhiệt tốt đợc đặt trong một bóng thuỷ tinh kín
chứa khí trơ áp suất thấp, đợc nối ra bằng hai điện cực.
b) Nguyên lý làm việc:
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 12
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Làm việc dựa trên hiện tợng bức xạ nhiệt độ và phát quang khi có
dòng điện chạy qua. Loại đèn này chịu đợc nhiệt độ từ 2500

200 500 200 3100 2528
300 500 200 4926 4224
500 500 200 6715 7640
1750 500 200 12375 10875
1000 500 200 30500 18300
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 13
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
2. Đèn huỳnh quang
Bảng 2: Thông số kỹ thuật của đèn huỳnh quang
Công
suất(W)
Điện
áp
(V)
ánh sáng trắng ánh sáng ban
ngày
Thời gian
sử
dụng(h)
Quang
thông
(lm)

c) Ưu nhợc điểm.
+Ưu điểm:
- Hiệu suất quang học lớn
- Diện tích phát quang lớn
- tuổi thọ cao
- U biến thiên trong phạm vi cho phép ( nên F quang thông
giảm ít)
+Nhợc điểm:
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 15
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
- cos

thấp
- F phụ thuộc vào phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt
độ(nhỏ hơn 15
0
CStăc-te làm việc khó)
-Khi đóng điện đèn không sáng ngay
Phần II. Các ph ơng pháp tính toán chiếu sáng trong
công nghiệp
I. Bố trí đèn
Chiếu sáng cục bộ khá đơn giản và phải căn cứ vào hoàn cảnh cụ

Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 17
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Thông thờng khi tính toán ngời ta thờng chọn độ rọi tối thiểu
,
số lợng
đèn, kiểu đèn và cách bố trí đèn rồi sau đó chọn đợc công suất của
bóng đèn.
Hệ số sử dụng Ksd là tỉ số giữa quang thông mà mặt công tác nhận đợc
với tổng quang thông của các nguồn sáng :
K
sd
=
nF
F
c
(*)
- F
c
là quang thông mà mặt công tác nhận đợc Lm.
- F là quang thông của mỗi đèn lm
- n là số bóng đèn
- chỉ số phòng


18
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
L/H
Bố trí nhiều
dãy
L/H
Bố trí 1 dãy
Chiều rộng
giới hạn
của phân x-
Tốt
nhất
Cho
phép
cực đại
Tốt
nhất
Cho
phép
cực đại
-Chiếu sáng ngoài nhà
dùng chao mờ hoặc sắt
tráng men
-Chiếu sáng phân xởng,
chao đèn vạn năng
-Chiếu sáng cho các cơ
quan văn hoá, hành chính
2,3
1,8

FnK
S
F
sdc

=
=E
min
.Z (**)
Z=
min
E
E
tb
;
S=a.b
-Z là tỉ lệ rọi bình quân so với độ rọi tối thiểu.
-Z nói lên mức độ không đồng đều của độ rọi lên bề mặt làm việc
Đối với loại đèn khi đặt ở vị trí có lợi nhất thì Z=1,1 đến 1,2.
Đối với gian phòng có diện tích nhỏ hơn 10m
2
thì lấy Z=1
E
min
là độ rọi tối thiểu (lux) ứng với từng loại công việc, E
min
( Tra trong
bảng (13-36) và (13-37Sách CCĐ của Nguyễn Xuân Phú)
Từ (**) ta tính đợc quang thông cần thiết của nguồn sáng
nK

: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 20
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Phơng pháp này thích hợp cho tính toán chiếu sáng các phòng nhỏ
hoặc có chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5
Yêu cầu tính toán không chính xác lắm
Phơng pháp này có hai cách tính:
1.Cách thứ nhất.
Phơng pháp này đợc sử dụng trong thiết kế và tính toán sơ bộ.Theo
phơng pháp này chỉ cần xác định suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn
vị diện tích (w/m
2
) theo từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau, sau đó
nhân với diện tích cần chiếu sáng là đợc công suất chiếu sáng tổng. Đợc
công suất chiếu sáng tổng rồi mới xác định số loại đèn độ cao treo của
đèn.v.v Khi cần có thể kiểm tra lại độ rọi theo phơng pháp tính độ rọi
từng điểm.
P=P
0
.S
Trong đó:
-P
0
là suât phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diên tích
(w/m
2
)
-S là diện tích cần chiếu sáng (m

( W)
Cơ khí lắp
giáp
30 + 50 3 +6 10+12 200
7+14 9+11 300+400
Sử lý nhiệt 50 3+6 12 200
Đập 50 3+6 12 200
7+11 11 300
10+15 10 400
Đúc 10+50 6+10 11 200
11+15 9 400
Mộc 50 3+6 11 200
Trạm bơm khí
nén
20 3+5 9 100
Trạm biến áp 30 2,5+4 13 100
Kho 10 3+6 7 100
Phòng làm 15+60 3+4 15 100
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 22
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
việc
2. Cách thứ hai:

là hệ số dự trữ.
Khi biết công suất đèn ta tìm đợc số lợng bóng đèn là:
n=
d
P
P
Rồi tuỳ vào yêu cầu chiếu sáng mà bố trí đèn cho hợp lý.
Bảng độ rọi theo tiêu chuẩn 10W/m
2
Công
suất
đèn(W)
Độ rọi cha có hệ số dự trữ (lx)
Điện áp định mức
127 (V) 220 (V)
Trực xạ Khuếch
tán
Phản
xạ
Trực xạ Khuếch
tán
Phản xạ
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng
I
S
F
E
===


Nhng nếu điểm mà ta đang xét có đờng pháp tuyến không trùng với
trục quang của nguồn điểm thì I phải thay bằng I (hình 2.3.1)
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 24
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học
Hình 2.3.1 Tính độ rọi tại một điểm theo mặt phẳng bất kì
nguyên tắc chung bao giờ cũng phải quy tia I về tia có phơng vuông
góc với mặt phẳng đang xét.
1. Tính độ rọi của điểm A trên mặt phẳng ngang:
2
cos.
r
I
E
ng


222
3
h
I
h
I
r
I
E
d
===
Giáo viên hớng dẫn
:
Vũ Thị Tựa

Sinh viên thực hiện
: Phạm Sơn Hải Đinh Việt Hùng 25