slide hệ thống điện tòa nhà hust

full slide môn hệ thống điện tòa nhà. Hust. Tặng kèm đề thi cuối kì . Slide một cách đầy đủ và chi tiết nhằm nắm bắt được chuyên sâu về chuyên ngành điện điện tử. Thiết kế, quản lý, vận hành hệ thống điện trong các tòa nhà cao tầng, nhà máy

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ

BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, VIỆN ĐIỆN

ĐỊA CHỈ: C3 - 106

 Thí nghiệm: 3 bài (x 2 tiết)

KTĐ, ĐK&TĐH từ học kỳ 7

Môn này nói về cái gì ? (1)

 Hiểu và áp dụng linh hoạt tiêu chuẩn quốc tế IEC về lắp đặtđiện cho tòa nhà

 Hiểu và vận dụng tốt phương pháp tính toán và lựa chọn sơ

đồ cung cấp điện cho tòa nhà

 Biết cách tính toán, lựa chọn và kiểm tra các thiết bị cungcấp và phân phối điện như: máy biến áp, máy phát điện, máy cắt, dao cách ly, cầu chì cao áp, thiết bị chống sét, aptomat, cầu chì, cầu dao, côngtắctơ, rơle nhiệt, thiết bịchống giật, cáp điện, busway,…

 Tính toán thiết kế tủ điện phân phối

Môn này nói về cái gì ? (2)

 Biết cách tính toán, thiết kế hệ thống chiếu sáng cho tòanhà

 Hiểu và biết cách thức ghép nối, điều khiển các thiết bịtrong hệ thống quản lý tòa nhà BMS

 Tính toán hệ thống nối đất an toàn, nối đất chống sét, tínhchống sét cho tòa nhà

 Tính toán, thiết kế thiết bị bù nâng cao hệ số công suấtcos

 Sử dụng các phần mềm chuyên dụng hỗ trợ cho việc tínhtoán kiểm tra thiết kế cung cấp điện và chiếu sáng cho tòanhà theo tiêu chuẩn IEC

Tài liệu tham khảo

 Khí cụ điện - Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Nguyễn Tiến Tôn NXB KHKT – 2010

 Cẩm nang Thiết bị đóng cắt ABB – Lê Văn Doanh dịch –NXB KHKT2010

 Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị

và nhà cao tầng Nguyễn công Hiền, Nguyễn mạnh Hoạch NXB KHKT 2008

- Electrical Installation Guide – Schneider Electric - 2009

 Cahiers Technique (CT) – Merlin Gerin - 2009: CT141, CT145, CT158, CT163, CT 172, CT178, CT179, CT199,

CT 201, CT213,… - 2008

 Phần mềm hỗ trợ tính toán thiết kế cung cấp điện và chiếusáng như: Dialux, Ecodial; DocWin; MelShort; Osram, Phillips Lighting Softwares

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ

1.1 Các hệ thống tiêu chuẩn cần quan tâm (1/3)

 TCVN 7447:2005-2010: Hệ thống lắp đặt điện của các Toànhà;

 TCXDVN 394: 2007: Thiết kế lắp đặt Trang thiết bị điệntrong các Công trình Xây dựng - Phần an toàn điện;

 QCVN QĐT-8: 2010/BCT: Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp;

 TCXDVN 263:2002: Lắp đặt cáp và dây điện cho các Côngtrình công nghiệp;

1.1 Các hệ thống tiêu chuẩn cần quan tâm (2/3)

 TCXDVN 319:2004: Lắp đặt hệ thống nối đất Thiết bị chocác Công trình Công nghiệp;

 TCVN 7114-1,3:2008: Chiếu sáng nơi làm việc trong nhà, Chiếu sáng an toàn và bảo vệ ngoài nhà;

 TCXDVN 253:2001: Lắp đặt thiết bị chiếu sáng cho cácCông trình Công nghiệp;

1.1 Các hệ thống tiêu chuẩn cần quan tâm (3/3)

 TCXDVN 333:2005:Chiếu sáng nhân tạo Bên ngoài cácCông trình Công cộng và Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị;

 TCXDVN 259:2001: Chiếu sáng nhân tạo Đường, Đườngphố, Quảng trường đô thị;

 TCXDVN 46:2007: Chống sét cho các Công trình Xâydựng;

 TCN 68-174:2006: Quy phạm Chống sét và Tiếp đất chocác Công trình Viễn thông;

 11 TCN 18-21: 2006: Quy phạm Trang bị Điện

1.2 Các hệ thống Cơ-Điện bên trong một tòa nhà

1.3 Những câu hỏi cần trả lời

 Công năng của tòa nhà là gì ?

 Có bao nhiêu phụ tải trong tòa nhà ?

 Có những loại phụ tải nào cần phải cung cấp năng lượng ?

 Phân bố của các phụ tải đó như thế nào ?

 Bảo đảm an toàn cho người và thiết bị

 Là mục tiêu tối thượng

 Luôn được ưu tiên trước

 Bảo đảm trang bị điện vận hành đáp ứng được yêu cầu sử dụng

 Yêu cầu sử dụng, chức năng

1.4 Nguyên tắc thiết kế - Mục tiêu

 Tính đa dạng của phụ tải

1.5 Đặc điểm của hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà

 Mật độ tập trung cao, trong không gian hẹp

 Xung đột chức năng(kỹ thuật, mỹ thuật)

1.6 Phân loại tòa nhà theo công năng

1.6 Phân loại tòa nhà theo mức độ ưu tiên (1/3)

 Tiêu chuẩn/Quy chuẩn tham chiếu

1.6 Phân loại tòa nhà theo mức độ ưu tiên (2/3)

 Tiêu chuẩn/Quy chuẩn tham chiếu

phòng nguội, được tự động khởi động và mang tảisau khi mất điện lưới

 Hộ loại 3

1.6 Phân loại tòa nhà theo mức độ ưu tiên (3/3)

 Tiêu chuẩn/Quy chuẩn tham chiếu

1.7 Yêu cầu cấp điện (3/3)

 Độ tin cậy cung cấp điện

 Khả năng cung cấp điện liên tục

 Cần có phương án cung cấp khi mất nguồn điện chính

 Ít nhất 2 nguồn

 An toàn và phòng chống cháy nổ

 Chất lượng điện năng

 Tần số và Điện áp

 An toàn cung cấp điện

 An toàn cho người vận hành và thiết bị

 Kinh tế

 Chỉ tiêu kỹ thuật so với chỉ tiêu kinh tế

Dòng điện động cơ 3 pha:

Dòng điện động cơ 1 pha:

Tải thuẩn trở 3 pha:

Tải thuần trở 1 pha:

Đèn 1 pha:

1.8 Các đại lượng đặc trưng về Điện

2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2.1 Ý nghĩa và tầm quan trọng của việc xác định phụ tải

 Phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa

 Quy phạm trang bị điện có quy định về quy hoạch phát triển phụ tải cho lưới 380V là 10-20% năm

 Tính toán, lựa chọn và kiểm tra

 Máy biến áp

 Dây dẫn

 Các thiết bị đóng cắt, bảo vệ …

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định phụ tải tính toán

 Công suất, số lượng các phụ tải

 Chế độ làm việc của các thiết bị

 Trình độ và phương pháp vận hành hệ thống của con người

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định phụ tải tính toán

 Việc nghiên cứu một mạng điện cần thiết kế đòi hỏi mộthiểu biết nhất định về tất cả các luật định, qui tắc liên quan

 Ta cần biết các chế độ hoạt động của phụ tải – các thiết bịtiêu thụ điện: công suất hoạt động thông thường, tình trạngkhi khởi động

 Phân biệt các loại tải khác nhau: các tải động cơ, sưởi, chiếusáng, hệ số công suất, hiệu suất

 Các phụ tải khác nhau không phải lúc nào cũng hoạt động ở chế độ đầy tải trong cùng một thời gian

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (1/5)

 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

tt

tt tt

tt tt

tt tt

n

i

đi nc

tt

P k

P

P Q

P S

tg P

Q

P k

P

2 2

1

.

cos

.

độ vận hành

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (2/5)

 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

F p

Ptt  0.

 Kém chính xác

 Chỉ dùng để thiết kế sơ bộ

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (3/5)

 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm:

 M – số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm

 w0 - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

 Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (4/5)

 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhất)

 Pđm - công suất định mức

 kmax, ku – hệ số cực đại và hệ số sử dụng

đm u

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (5/5)

 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời ks và công suất của thiết bị:

 Pi – công suất của thiết bị thứ i

P

1

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (1/6)

 Hệ số sử dụng lớn nhất ku

 Trong điều kiện bình thường, công suất tiêu thụcủa tải thực tế < Công suất định mức

 Hệ số sử dụng ku được áp dụng cho TỪNG phụ tải

 điều chỉnh giá trị công suất sử dụng thực tế

Động cơ 0.75 Chiếu sáng 1 Sưởi, Điều hòa 1

Ổ cắm Phụ thuộc tải cắm vào ổ cắm

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (2/6)

 Hệ số đồng thời ks

 Trong thực tế, hiếm khi nào tất cả các tải đều hoạtđộng cùng đồng thời với nhau

 Hệ số sử dụng ks được áp dụng cho từng NHÓM phụ tải

 Giá trị của hệ số này phụ thuộc vào THIẾT KẾ (con người lựa chọn)

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (3/6)

 Hệ số đồng thời ks cho nhóm các hộ tiêu thụ trong mộtchung cư

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (4/6)

 Hệ số đồng thời ks của tủ phân phối (IEC 60439)

 Không có thông tin gì về việc chia sẻ tải

 Chỉ có thông tin về số lượng nhánh

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (5/6)

 Hệ số đồng thời ks theo chức năng mạch (dùngchung)

 Sử dụng cho các mạch chức năng thường thấyxuất hiện trong các bản thiết kế

Chức năng của mạch Hệ số đồng thời k s

Sưởi và máy lạnh 1

Ổ cắm tường 0.1 đến 0.2 (1)Thang máy và

(1) Trong mạng điện công nghiệp, hệ số này có

thể cao hơn.

(2) I tt = I đm + I khởi động /3P3

Slide 14

P3 Tại sao lại chia 3, bảng này ở đâu ra ?

PAT, 10/13/2017

2.4 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (6/6)

 Hệ số đồng thời ks theo chức năng mạch dùng trongtòa nhà chức năng hoặc trung tâm thương mại

Chức năng của mạch Hệ số đồng thời k s

Slide 15

P2 Xem lại bảng này

PAT, 10/13/2017

2.5 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Ví dụ 1

 Cho một mặt bằng (Lệnh CAD đo chiều dài dây, đếm)

 Hãy liệt kê công suất đặt cho các phụ tải điện của đơnnguyên

2.5 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Ví dụ 2

 Cho một chung cư

 S đặt 150kVA

2.5 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Ví dụ 3

2.5 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Ví dụ 4

 Cho một chung cư

Số lượng/đơn nguyên

Công suất đặt

Hệ số công suất

Chiều dài dây trung bình từ tủ điện phòng

Chiều dài cáp từ tủ phòng đến

tủ tầng

Chiều dài cáp từ tủ tầng đến

tủ phân phối tổng

Tầng 1 7 Điều

hòa

Chiếu sáng

12 bộ đèn

14 bộ đèn

2.6 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (Siemens)

 Tòa nhà theo chức năng sử dụng của chúng (1/2):

Chức năng của tòa nhà Công suất yêu cầu

trung bình (w/m2 )

Hệ số đồng thời k s

Kho lạnh 500-1500 0.6

2.6 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (Siemens)

 Tòa nhà theo chức năng sử dụng của chúng (2/2):

Chức năng của tòa nhà Công suất yêu cầu

trung bình (w/m2 )

Hệ số đồng thời k s

Liên hợp thể thao (không có bể nước nóng liên tục)

Bảo tàng (chiếu sáng mạnh) 60-80 0.6

Nhà xưởng sản xuất 30-80 0.6 Trung tâm dữ liệu Data Centre 500-2000 0.6

Phòng thể thao đa năng 15-30 0.6 Sân vận động (40k-80k chỗ) 70-120 /chỗ 0.6

2.6 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (Siemens)

 Các khu vực chức năng trong tòa nhà (1/2):

Khu vực chức năng Khu vực trong tòa nhà

Công suất yêu cầu trung bình (w/m2 )

Hệ số đồng thời k s

Sảnh chờ/Lobby 5-15 0.3 Thang bộ trong nhà 5-15 0.3 Chức năng chung 5-15 0.3

Hành lang, đường lưu thông 10-20 1.0 Phòng giải trí / Bếp nhỏ 20-50 0.3 Phòng vệ sinh 5-15 1.0 Phòng hỗ trợ thông tin đi lại 60-80 0.8 Khu vực văn phòng 20-40 0.8

2.6 Các hệ số dùng trong xác định phụ tải tính toán (Siemens)

 Các khu vực chức năng trong tòa nhà (2/2):

Chức năng của tòa nhà Công suất yêu cầu

trung bình (w/m2 )

Hệ số đồng thời k s

Cửa hiệu bán hoa tươi 80-120 0.8 Cửa hiệu bánh/Hàng thịt 250-350 0.8 Hiệu bán rau quả 80-120 0.8 Cửa hàng ăn nhẹ/ Bán kem 150-250 0.8 Hàng café/ Tiệm rượu 180-220 0.8

Hiệu làm tóc/ Làm đẹp 220-280 0.8 Hiệu giặt là 700-950 0.7 Kho/ Khu lưu trữ 5-15 0.3

2.7 Lựa chọn sơ bộ máy biến áp (1/3)

 Một hệ thống được cấp nguồn trực tiếp từ một máy biến ápphân phối

 Tính trực tiếp

 Xác định được phụ tải tính toán

 Cần xác định sơ bộ máy biến áp nguồn

 Khả năng bù PF

 Khả năng mở rộng

 Các ràng buộc (làm mát, ồn, ô nhiễm, chống cháy …)

 Tiêu chuẩn về thông số máy biến áp được thừa nhận

2.7 Lựa chọn sơ bộ máy biến áp (2/3)

 Dòng định mức của máy biến áp 3 pha

 S – công suất biểu kiến của máy biến áp

Iđm 

2.7 Lựa chọn sơ bộ máy biến áp (3/3)

Công suất biểu kiến (kVA) Dòng định mức (A)

2.8 Sự quan trọng của việc lựa chọn đúng nguồn phân phối

 Sự cần thiết của việc duy trì cung cấp điện liên tục

 Cần thiết phải đặt ra câu hỏi về việc lựa chọn thêm cácnguồn dự phòng (nếu có yêu cầu)

 Lựa chọn mua điện trung áp

 Lựa chọn mua điện hạ áp

 Lựa chọn nguồn máy phát tại chỗ

 Quá xa nguồn

 Nguồn cấp của điện lực không đủ ổn định

 Mua điện trung áp khi yêu cầu công suất lớn hơn 250 kVA

2.8 Sự quan trọng của việc lựa chọn đúng nguồn phân phối

 Mua điện trung áp lợi gì và hại gì ?

 Phải tự đầu tư trạm (vốn lớn)

 Quyền can thiệp lưới trung áp thuộc về điện lực

 Phải thỏa thuận đấu nối với điện lực

 Năng lượng mới/tái tạo ???

Tổng hợp phần 2

 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

 Các giá trị của các hệ số sử dụng và hệ số đồng thời

 Xác định sơ bộ máy biến áp phân phối và cấp điện áp

3 THIẾT KẾ TRẠM PHÂN PHỐI

TRUNG/HẠ ÁP

BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, VIỆN ĐIỆN

ĐỊA CHỈ: C3 - 106

Nội dung sẽ trao đổi

 Trạm biến áp phân phối trung áp / hạ áp

 Đặc điểm trạm phân phối trung áp / hạ áp

 Các sơ đồ điện bảo vệ trạm

 Các thiết bị đo lường trong trạm hạ áp

 Cách thiết lập trạm phân phối trung áp / hạ áp

3.1 Khái niệm chung

 Giá trị điện áp trung áp/lưới phân phối

 Lớn hơn 1 kV

 Tối đa đến 52 kV

 Thông thường không vượt quá 35 kV

 Giá trị điện áp lưới hạ áp

 Dưới 1 kV

3.2 Các thông số đặc trưng của nguồn lưới phân phối

 Điện áp danh định (điện áp dây)

 Dòng ngắn mạch cấp từ lưới đến (hoặc dòng cắt của CB)

 Dòng điện danh định

 Hệ thống nối đất

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn lưới phân phối trung

áp (1/4)

 Đường dây trên không

 Điều kiện thời tiết (gió, bão, thời tiết khắc nghiệt) cóthể gây ra sự cố thoáng qua

 Bụi đọng trên đường dây gây võng

 Sự cố thoáng qua chiếm trên 70% các trường hợp

 Tăng độ tin cậy bằng cách trang bị thiết bị tự đóng lại(Recloser) trên các tuyến có yêu cầu

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn lưới phân phối trung

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn lưới phân phối trung

áp (3/4)

 Yêu cầu về đo lường và giám sát trên lưới trung áp

 Ứng dụng hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

 Lưới điện phát triển đa dạng và quy mô rộng

 Hệ thống đo lường và giám sát sẽ hỗ trợ cho việc tái cấutrúc lưới hiệu quả hơn

 Thao tác bằng tay hoặc bán tự động

 Tự động hoàn toàn

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn lưới phân phối trung

áp (4/4)

 Giá trị dòng điện chạm đất

 Phân biệt ngắn mạch và chạm đất

 Phụ thuộc trực tiếp vào kiểu nối đất trạm trung áp

 Cần giới hạn giá trị của dòng chạm đất

 Ảnh hưởng đến thiết bị trên lưới phân phối

 Ảnh hưởng đến an toàn con người trong trạm

 Ảnh hưởng đến cách điện của phía hạ áp

 Trong khu vực có cả đường dây trên không và cápngầm, điện dung ký sinh tăng cường

 Cần chú ý và hiệu chỉnh giá trị dòng chạm đất bằngcác giải pháp (cuộn Petersen)

3.4 Các kiểu trạm trung áp thường gặp (1/3)

 Đường dây trung áp hình tia –Đường dây đơn

 Trạm được cấp điện từ rẽnhánh hình T (đường dây trênkhông hoặc cáp ngầm trungáp)

 Trong trạm chỉ bao gồm mộtngăn tủ đầu vào

 Bảo vệ bằng dao cắt phụ tảihoặc máy cắt

 (Overheadline – đường dâytrên không)

3.4 Các kiểu trạm trung áp thường gặp (2/3)

 Đường dây trung áp mạch vòng

 Đường cấp điện cho trạm nằmnối tiếp với 2 thiết bị đóng cắt

ở hai đầu một phân đoạn Tạo thành vòng kín (Ring Main)

 Tủ vào trạm có 3 ngăn

 Thiết bị đóng cắt hợp bộ vớidao tiếp địa

 Thiết bị đóng cắt có dòng Icmđạt đến dòng ngắn mạch

Dùng trong đô thị

3.4 Các kiểu trạm trung áp thường gặp (3/3)

 Đường dây trung áp 2 mạch

 Tương tự mạch Ring Main

 Hai thiết bị nối với đườngdây/Cáp được liên động

 Chỉ lấy điện từ một nguồnvào một thời điểm

 Dùng cho các khu đô thị mớiphát triển, cấp điện từ đườngdây cáp ngầm

3.5 Sơ đồ quy trình thiết kế trung áp

 Thiết kế sơ bộ

 Ngăn tủ trung áp/hạ áp

 Ngăn tủ phân phối tổng

 Tủ phân phối hạ áp tại chỗ (ít gặp khi thiết kế sơ bộ)

3.5 Sơ đồ quy trình thiết kế trung áp

 Thiết kế chi tiết

 Bước 1: Lựa chọn cấu trúc phân phối cơ bản

 Kết nối với lưới trung áp

 Cấu trúc mạch trung áp

 Số lượng và phân bố trạm biến áp/máy biến áp

 Mạch trung áp dự phòng

 Bước 2 : Lựa chọn cấu trúc chi tiết

 Bước 3 : Lựa chọn thiết bị chi tiết

3.5.1 Bước 1: lựa chọn cấu trúc phân phối cơ bản

 Kết nối với lưới trung áp

 Cấu trúc mạch trung áp

 Số lượng và phân bố trạm biến áp

 Số lượng máy biến áp

 Mạch trung áp dự phòng