Đồ án cung cấp điện cho nhà A6 trường ĐH Hàng Hải VN 20212022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ MÔN HỌC HỌC PHẦN CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên Phạm Ngọc Gia Khiêm 83565 Lương Tôn Quyền 84613 Vũ Xuân Thắng 84822 Nguyễn Gia Minh 83994 Giảng viên PHẠM THỊ HỒNG ANH HẢI PHÒNG 32022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ MÔN HỌC HỌC PHẦN CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A6 trường Đại học Hàng Hải Việt Nam 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔN HỌC

HỌC PHẦN: CUNG CẤP ĐIỆN

Sinh viên : Phạm Ngọc Gia Khiêm-83565

: Lương Tôn Quyền-84613 : Vũ Xuân Thắng-84822 : Nguyễn Gia Minh-83994

HẢI PHÒNG 3/2022

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔN HỌC HỌC PHẦN: CUNG CẤP ĐIỆN

Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A6 trường Đại học Hàng

Hải Việt Nam.

Trang 3

MỤC LỤC

Trang 4

MỞ ĐẦU

Ngành điện là một ngành quan trọng trong xã hội bây giờ, cũng như trong quátrình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuạt nước ta trên con đường công nghiệphóa hiện đại hóa của đất nước Vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hếtsức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viênđang học tập, nghiên cứu nói riêng

Với đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A6”, chúng em đã cố nghiên cứu,tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất Trong thời gian thực hiện đề tài, cùng với

sự cố gắng của nhóm, đồng thời dưới sự hướng dẫn rất tận tình của cô Phạm ThịHồng Anh – người trực tiếp giảng dạy môn Cung cấp điện và hướng dẫn chúng emthực hiện đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của chúng em không tránh khỏinhững thiếu sót Do vậy chúng em kính mong nhận được sự góp ý và bảo ban của cô

để chúng em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc học tập trongnhà trường cũng như công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, ngày tháng năm 2022 Nhóm sinh viên thực hiện

Phạm Ngọc Gia Khiêm Lương Tôn Quyền

Vũ Xuân Thắng Nguyễn Gia Minh

Trang 5

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆNPhụ tải tính toán:

Là loại phụ tải giả thiết lâu ngày không đổi về mặt biến đổi nhiệt Nó làm nóngdây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra

• Pđi,Pđmi : là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (KW)

• Ptt,Qtt,Stt : là công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhómthiết bị (KW), (KVAR), (KVA)

• Knc: hệ số nhu cầu

• cos: hệ số công suất tính toán, tra sổ tay kĩ thuật, từ cosφ tính ra tgφ

• n: số thiết bị trong nhóm

Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính

hệ số công suất trung bình theo công thức sau: costb =

5

Trang 6

Đối với một nhóm thiết bị có cùng knc:

Số liệu công suất thiết bị nhà A6

Trang 8

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Điều hòa cây

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 9

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 11

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 12

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 13

Stt = = 41.88 (KVA)

13

Trang 14

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 15

Qtt = Ptt x tg = 45.09 x 0.48 = 21.64 (KVAR)Stt = = 50.01 (KVA)

15

Trang 16

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Qtt = Ptt x tg = 37.92 x 0.48 = 18.2 (KVAR)

Stt = = 42.06 (KVA)

Trang 18

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 19

Qtt = Ptt x tg = 30.73 x 0.48 = 14.75 (KVAR)Stt = = 34.09 (KVA)

19

Trang 20

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Qtt = Ptt x tg = 27.16 x 0.48 = 13.04 (KVAR)

Stt = = 30.13 (KVA)

Trang 22

Quạt trần

Máy chiếu

Máy tính

Ti vi Đèn

tròn

Quạt treo

Báo cháy

Trang 23

Ptt = Knc x Pđm = 0.8 x 48.701 = 38.96 (KW)Qtt = Ptt x tg = 38.96 x 0.48 = 18.7 (KVAR)Stt = = 43.22 (KVA)

23

Trang 24

1.10 Tổng hợp phụ tải toàn khu nhà

Tòa nhà A6 mỗi tầng có 4 camera, 21 đèn hành lang

Cả tòa nhà có 18 đèn cầu thang và 2 thang máy

Tầng Tổng công suất (KW) P tt (KW) Q tt (KVAR) S tt (KVA)

Có thể chọn máy biến áp có số liệu nguồn:

Dung lượng MBA: 400KVA

Cấp điện áp :22/0,4 KV

Khoảng cách từ MBA đến toàn nhà : 50m

Trang 25

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN

25

Trang 26

2.1 Xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà

Trang 27

2.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

27

Trang 28

2.3 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà

Chọn dây dẫn cũng là một công việc khá quan trọng, vì dây dẫn chọn không phù hợp, tức không thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật thì có thể dẫn đến các sự cố nhƣ chập mạch do dây dẫn bị phát nóng quá mức dẫn đến hư hỏng cách điện Từ đó làm giảm

độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng Bên cạnh việc thoã mãn các yêu cầu về kỹ thuật thì việc chọn lựa dây dẫn cũng cần phải thoã mãn các yêu cầu kinh tế

Dây dẫn từ biến áp về đến tủ điện tổng của khu nhà được chọn là cáp ngầm, được

chọn dựa trên điều kiện phát nóng

Dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau:

Trong đó:

- K là hệ số hiệu chỉnh

- là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế

mà không làm cho nhiệt độ của nó vượt quá giá trị cho phép

- dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua dây dẫn

Lựa chọn cáp :

Với số sợi cáp là 4, khoảng cách giữa các sợi cáp là 100mm, tra bảng 2-58 trang 656,tài liệu Cung cấp điện, ta chọn được hệ số hiệu chỉnh k=0,8

Ta có :

Trang 30

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

Trang 31

3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp

Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi trên trục đường dây có cùng tiết diện.

Trình tự lựa chọn :

B1: Xét dây trên không hạ áp :

B2: Tính

B3: Tính

B4: Tra bảng từ 2.33, lựa chọn tiết diện dây thỏa mãn

Tra tiếp bảng tương ứng với tiết diện vừa lựa chọn tìm , sau đó tính lại

B5: So sánh với Nếu thì phải chọn lại F (tăng F)

3.1.1 Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng

Tính tiết diện dây

Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và và Udm=380V

31

Trang 35

3.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp

3.2.1 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ trạm biến áp về tủ điện tổng

Tra bảng 2.36/645, tài liệu [1], có dây dẫn đồng thiết diện 70 mm2 đặt trong cáp có

Tổn hao điện công suất:

- Tính tổn hao công suất tác dụng

=

= 15865.09 (W)

- Tính tổn hao công suất phản kháng

35

Trang 37

3.2.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng

Tra bảng 2.36/645, tài liệu [1], có dây dẫn đồng thiết diện 16 mm2 có r0=1.25 (Ω/km);

Tổn hao công suất (tính theo tổng công suất trên từng đoạn dây)

Tính tổn hao công suất tác dụng

= 1.25 = 10.59 (W)

Tính tổn hao công suất phản kháng

= 0.07 = 0.59 (VAR)

37

Trang 38

Tính tổn hao công suất toàn phần

Tổn hao công suất

Trang 39

Tổn hao điện áp

= 1.61 (V)

Suy ra

Trang 40

= 1.4 (V)

Suy ra

Trang 41

= 2.13 (V)

Suy ra

Trang 42

= 2.18 (V)

Suy ra

Trang 43

= 2.08 (V)

Suy ra

Trang 44

= 2.11 (V)

Suy ra

Trang 45

= 3.42 (V)

Suy ra

Ta chọn dây đồng có tiết diện 2.5 mm2 có ro = 8 (Ω/Km) và xo = 0,09 (Ω/Km)

45

Trang 46

= = 3.07 (V)

Suy ra

Trang 47

3.2.4 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 2

= = 7.22 (V)

Suy ra

Trang 48

= = 8.74 (V)

Suy ra

Trang 49

= = 8.78 (V)

Suy ra

Trang 50

= = 11.68 (V)

Suy ra

Trang 51

= = 5.58 (V)

Suy ra

Trang 52

= = 7.05 (V)

Suy ra

= 156.06 (W)

Tính tổn hao công suất phản kháng

Trang 53

Trang 54

3.3 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch

Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao, nên aptomat mặc dù có giá đắt hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện ánh sáng sinh hoạt

Aptomat được chế tạo với các điện áp khác nhau: 400V, 440V, 500V, 600V, 690V

Người ta cũng chế tạo các loại aptomat một pha, hai pha, ba pha với số cực khác nhau: một cực, hai cực, ba cực, bốn cực

Ngoài ra người ta còn chế tạo aptomat chống rò điện, aptomat chống rò tự động

- Giá trị điện kháng được tính qua công suất cắt của máy cắt đầu nguồn

Trạm biến áp có dung lượng 400KVA, điện áp 22/0.4 KV ta có

Trang 55

Ta chọn dây đồng cho TBA có tiết diện 70 mm2 có ro = 0.29 (Ω/Km) và xo = 0.06(Ω/Km)

Điện trở và điện kháng của đường dây:

(Chọn máy cắt của Siemens 8BJ50, tra bảng có Icđm = 25kA

Điện kháng hệ thống:

Xht = = = 0.51 (Ω)Giá trị tổng trở từ điểm ngắn mạch về nguồn:

Ztổng = = 0.513 (Ω)Dòng điện ngắn mạch 3 pha ổn định:

55

Trang 56

IN = = = 450 (A)Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích:

ixk = 1.8IN = 1145.5 (A)3.3.2 Chọn aptomat tổng

Tra bảng 3.2/146 tài liệu [4], ta chọn được aptomat từ 250 đến 1200A do LG chế tạo

3.3.3 Chọn aptomat tầng 1

Trang 57

225AF ABS203a 600 150 7.5 3

57

Trang 58

Trang 59

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT

59

Trang 60

4.1 Khái niệm về sét và bảo vệ chống sét

Trang 61

4.1.1 Khái niệm về sét

Trong khí quyển, giữa các đám mây khi tích điện trái dấu sẽ sinh ra sựphóng điện Trước khi có sự phóng điện của sét, đã có sự phân chia và tích luỹ điệntích rất cao trong các đám mây giông, do tác động của các luồng khí nóng bốclên và hơi nước ngưng tụ trong các đám mây Điện áp giữa các đám mây giông

và đất có thể đạt tới trị số hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu volt Giữa cácđám mây và đất hình thành các tụ điện khổng lồ Cường độ điện trường của tụ điệngiữa mây và đất không ngừng tăng lên và nếu cường độ điện trường đạt tới giátrị tới hạn (25-30 KV/cm) thì bắt đầu có sự phóng điện hay gọi là sét

61

Trang 62

4.1.2 Các hậu quả của sét và việc bảo vệ chống sét trực tiếp

Khi lựa chọn phương pháp bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào các côngtrình, cần phải lựa chọn phương pháp bảo vệ thích hợp với đặc tính cấu trúc,mục đích sử dụng, yêu cầu của công nghệ ở của công trình đó

Sét đánh trực tiếp vào đường dây tải điện gây ra nhiều tác hại nghiêm trọngnhư: làm gián đoạn việc cung cấp điện của hệ thống, làm ngắn mạch, chạm đấtcác pha ở các thiết bị điện do hiện tượng quá điện áp dẫn đến hư hỏng cách điệncủa các thiết bị Khi sét đánh vào các công trình điện, toà nhà cao tầng; dòngđiện sét sinh ra sẽ gây các tác dụng nhiệt, cơ, điện từ gây hư hại tài sản: vậtdụng, thiết bị và nguy hiểm cho tính mạng con người Do đó, bảo vệ chống sét làviệc cần thiết cho các công trình

Việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp thường thực hiện bằng phương phápdùng cột thu sét hoặc dây thu sét Bao gồm: bộ phận thu sét, bộ phận nối đất và

Trang 63

bộ phận dẫn dòng điện sét tản xuống đất (nối liền từ bộ phận thu sét và bộ phậnnối đất).

Có các loại kiểu thu sét như sau :

Cột thu sét đặt độc lập

Dây thu sét (dây căng dạng

ăng-ten) Lưới thu sét (còn gọi là dòng

thu sét)

Bộ phận thu sét hỗn hợp, gồm : cột thu sét và dây thu sét kết hợp với nhau

63

Trang 64

4.2 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

4.2.1 Các nguyên tắc bảo vệ

Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm :

Áp dụng đối với các công trình có độ cao dưới 15(m) và các công trìnhkhông quan trọng Theo phương thức bảo vệ trọng điểm, chỉ những bộ phậnthường bị sét đánh mới phải bảo vệ Đối với công trình mái bằng, trọng điểmbảo vệ là bốn góc, xung quanh tường chắn mái và các kết cấu nhô cao khỏi mặtđất Đối với các công trình mái dốc, trọng điểm là các đỉnh tại các góc, bờ nóc

bờ chảy, các gốc diềm mái và các kết cấu nhô cao lên khỏi mặt mái

Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn bộ :

Áp dụng đối với các công trình có độ cao trên 20 (m) và các công trìnhquan trọng, dễ cháy nổ Theo nguyên tắc này thì toàn bộ công trình phải nằmtrong phạm vi bảo vệ của các cột thu sét

Ơ đây, đối với toà nhà này có độ cao 40 (m) ta sẽ thực hiện biện phápbảo vệ toàn bộ và sẽ có 2 phương án để thực hiện, đó là bảo vệ chống sétdùng kim thu sét cổ điển và bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét đặc biệt

Trang 66

4.2.2 Bảo vệ dùng kim thu sét

Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của kim thu sét :

rx : bán kính bảo vệ của công trình

Bán kính bảo vệ của kim ở độ cao hx

:

Trong đó :

h : Độ cao của cột thu sét

hx : Độ cao của công trình cần bảo

vệ

Trang 67

a14 a23D

p = 1 nếu h 30 (m)

P= nếu h > 30 (m)

Khi có hai kim đặt gần nhau thì sẽ có hiện tượng tương hỗ giữa hai kim,

sẽ tạo nên một cột giả tưởng h0 có gây ra phạm vi bảo vệ trong thực tế

Với nếu h >30 m

Khi phối hợp nhiều cột để bảo vệ một diện tích, thì từng đôi cột một

có phạm vi bảo vệ như hai cột Phạm vi bảo vệ phía trong các cột không cần

vẽ, nhưng có yêu cầu như sau : D 8 (h-hx) p

67

Trang 68

4.2.3 Bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét ESE (Early Stream Emision):

 Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của đầu thu

Vùng bảo vệ :

Tuỳ theo loại đầu ESE, độ cao của cột thu sét và cấp độ bảo vệ mà sẽcho ta bán kính bảo vệ Rp = f ( khoảng cách kích hoạt sớm trung bình L(m)của kim, khoảng cách phóng điện Rs (m) tuỳ theo cấp bảo vệ)

Rs : khoảng cách phóng điện hay khoảng cách các tia tiên đạo có thể nốiliền

Trang 69

Bảng bán kính bảo vệ của các loại đầu thu sét ESE, theo độ cao lắp đặt kim.

Bảng 4.1: Bảng bán kính bảo vệ các loại đầu thu sét ESE

R p (m) SE6, L = 15m SE9, L = 30m SE12, L=45m SE15, L= 60m

(20m)

II (45m)

Trang 70

TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO TOÀN CÔNG TRÌNH

Diện tích (36x34) m2 Chiều cao tối đa của toà nhà là 40 m Ta sử dụng 6 đầu thu sét ESE để bảo vệ cho công trình

Hình 4.2: Sơ đồ chống sét tòa nhà A6

Trang 71

- Điện trở suất của đất:

Tòa nhà A6 dựng ở Thành Phố Hải Phòng nên đất thuộc loại đất bồi phù sa

 đđất = 20 100 Ωm [7]

 Giả sử tại thời điểm đo đđất = 50 Ωm

- Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu:

Bảng 4.3: hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu

Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu(m) Hệ số mùa K(đất khô) m

71

Trang 72

- Dây nối các cọc tiếp đất là dây đồng trần có tiết diện là 70mm2.

Trang 75

Rxk: điện trở xung kích của cọc.

η xk: hệ số xung kích của tổ hợp.

Ước lượng sơ bộ số cọc cần:

Giả sử hệ thống nối đất có 2 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Tòa Nhà A6 Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Tác giả	Phạm Ngọc Gia Khiêm, Lương Tôn Quyền, Vũ Xuân Thắng, Nguyễn Gia Minh
Người hướng dẫn	Phạm Thị Hồng Anh
Trường học	Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Chuyên ngành	Điện - Điện Tử
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021-2022
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	1,25 MB