Đồ án cung cấp điện cho nhà C4 ĐH Hàng Hải VN 20212022

LỜI NÓI ĐẦU Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người, cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước Vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hết sức quang trọng và không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt đƣợc nhựng thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế xã.

LỜI NÓI ĐẦU

Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người,cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trêncon đường công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước Vì thế, việc thiết kế vàcung cấp điện là một vấn đề hết sức quang trọng và không thể thiếu đối vớingành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnhvực nói riêng

Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt đƣợc nhựng thành tựu to lớntrong phát triển kinh tế xã hội Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạtđộng thương mại, dịch vụ, gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sảnxuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăngnhanh trong những năm tới Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũnhững người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cảitạo sữa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện láquang trọng

Nhằm giúp sing viên cũng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế

cụ thể Nay em được làm đồ án cung cấp điện vơi nhiệm vụ là “Thiết kế cung

cấp điện cho nhà C4 Trường Đại học Hàng hải Việt Nam”.

Chúng em làm đồ án này dưới sự hướng dẫn của cô Phạm Thị Hồng Anh

Do trình độ kiến thức còn nhiều hạn chế nên có đôi phần thiếu sót Chúng em rấtmong sự đóng góp ý kiến, phê bình và sữa chữa từ cô và các bạn để chúng emhoàn thành tốt hơn đồ án của mình

Chúng em xin chân thành cám ơn!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 3

1 Xác định phụ tải tính toán nhà C4 3

2 Tổng hợp phụ tải của cả khu nhà 6

CHƯƠNG 2 7

2.1 Xác định vị trí của trạm biến áp của khu nhà 7

2.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện 8

2.3 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của tòa nhà 9

CHƯƠNG 3 10

3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp 10

3.1.1 Lựa họn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng 10

3.1.2 Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các phòng của tầng 11

3.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp 13

3.2.1 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng khu nhà 13

3.2.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng 14

3.2.3 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1 15 3.3 Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ 17

3.3.1 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp 18

3.3.2 Tính chọn aptomat từ tủ điện tổng đến tủ điện của toàn nhà 19

4.1 Chống sét 20

4.2 Tính toán nối đất 24

KẾT LUẬN 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN

1 Xác định phụ tải tính toán nhà C4.

Nhà ký túc xá C4 được chia làm 5 tầng, mỗi tầng được chia làm 2 khu A và

B Mỗi khu có 5 phòng Có 3 loại phòng: phòng 4 người, phòng 6 người vàphòng 8 người Phụ tải tính toán của các phòng như sau:

+ Xác định phụ tải tính toán của phòng 4 người (1A, 1B)

Bảng 1.1 Thống kê phụ tải phòng 4 người.

Bảng 1.2 Thống kê phụ tải phòng 6 người.

Tổng công suất tác dụng tính toán của tầng 1B:

Stầng 1 = 28.6 + j13.72 (KVA)

2 Tổng hợp phụ tải của cả khu nhà.

Tổng công suất định mức của cả khu nhà:

Tổng công suất phản kháng của toàn khu nhà

Qtt tòa nhà = Ptt tòa nhà * tan

= 143 * 0.48 = 68.64 (KVAR)

Tổng công suất toàn phần của toàn khu nhà

Stt tòa nhà = 143 + j68.64 (KVA)

= = 158.6 (KVA)

CHƯƠNG 2

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Xác định vị trí của trạm biến áp của khu nhà.

Hình 2.1 Sơ đồ đi dây từ TBA về nhà C4

2.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện.

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà C4

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

nhà.

Lựa chọn dây dẫn:

- Loại dây : dây cáp đồng

- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :

- Điện dẫn suất của đồng :

Hình 2.3 Sơ đồ phụ tải từ MBA về tủ điện điện tổng

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp.

3.1.1 Lựa họn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng.

Lựa chọn dây dẫn:

- Loại dây : dây dẫn lõi đồng

- Vị trí lắp đặt : dây dẫn đặt trong ống

- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :

- Điện dẫn suất của đồng :

- Uđm =220V

Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến các tủ điện:

Hình 3.1 Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng

Lựa chọn dây dẫn:

- Loại dây : dây dẫn lõi đồng

- Vị trí lắp đặt : dây dẫn đặt trong ống

- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :

- Điện dẫn suất của đồng :

+ Tính toán chọn dây dẫn cho tầng 1A

Sơ đồ phụ tải tầng 1A:

Vậy dây dẫn cho tầng 1A là dây dẫn lõi đồng có tiết diện 6 mm2

+ Tính toán chọn dây dẫn cho tầng 1B:

Sơ đồ phụ tải tầng 1B:

Vậy dây dẫn cho tầng 1B là dây dẫn lõi đồng có tiết diện 6 mm2.

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

hạ áp.

dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng khu nhà.

Hình 3.4 Sơ đồ phụ tải từ MBA về tủ điện điện tổng

Vì dây dẫn từ MBA đến tủ điện tổng của khu nhà là cáp đồng 120 mm2 nên tacó: r =0.17 (Ω/Km) và x = 0.06 (Ω/Km)

+Tổn hao điện áp trên đường dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà:

dây từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng

Hình 3.5 Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến các tủ điện

Vì dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng là dây lõi đồng tiết diện 35

a) Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1A

+ Tổn hao điện áp trên tầng 1A:

b) Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1B

+Tổn hao điện áp trên tầng 1B:

Tổng trở biến áp quy về hạ áp được xác định theo công thức sau:

Trong đó , do nhà chế tạo cho

Utc,KV

∆P0,W

∆PN,W

UN,

%

Trọng lượng,Kg

3.3.1 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp.

Để bảo vệ phía hạ áp ta lựa chọn Aptomat để bảo vệ

Aptomat được chọn theo 3 điều kiện:

UđmA ≥ UđmLD

IđmA ≥ Itt

 Chọn aptomat cho các tầng còn lại

Vì công suất của các tầng là gần như giống nhau nên ta chọn luôn aptomat củatầng 1 cho các tầng còn lại (tầng 2,3,4,5)

Chọn phòng có công suất lớn nhất trong tòa nhà để chọn aptomat cho tất cả cácphòng Ta có phòng 8 người là phòng có công suất lớn nhất của tòa nhà:

Tra bảng 3.12/153- tài liệu [1], ta chọn được aptomat BH hãng Hwa Shih chếtạo:

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT

4.1 Chống sét

Tổng quan về chống sét:

Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không khí với khoảng cách rất lớn.Quá trình phóng điện có thể xảy ra trong đám mây giông, giữa các đám mây vớinhau và giữa đám mây với đất Ở đây ta chỉ xét sự phóng điện giữa mây và đất.Khi sét đánh trực tiếp vào dây dẫn của đường dây truyền tải điện, các thiết bịđiện hoặc vào công trình sẽ gây những thiệt hại như:

 Gây cháy, nổ, hư hại công trình

 Phá hủy thiết bị, các phương tiện thông tin liên lạc

 Gây nhiễu loạn hay ngưng vận hành hệ thống

 Mất dữ liệu hay hư dữ liệu

 Ngừng các dịch vụ gây tổn thất kinh tế và các tổn thất khác

 Gây chết người

Do thiệt hại do sét là rất lớn và hầu như không thể dự báo trước nên việcphòng chống sét luôn là mối quan tâm của con người và tính toán chống sét trởthành công việc bắt buộc của người thiết kế cung cấp điện

Cũng cần lưu ý rằng việc phòng chống sét không thể đạt được mức an toàntuyệt đối mà hiện nay việc phòng chống sét chỉ nhằm giảm thiệt hại do sét ởmức thấp nhất

Để chống sét một cách toàn diện và có hiệu quả cho một công trình, cần tuântheo giải pháp chống sét toàn diện 6 điểm như sau:

 Thu bắt sét tại điểm định trước để tạo ra khả năng kiểm soát đường dẫnsét đánh xuống đất

 Dẫn sét xuống đất an toàn, không gây hiệu ứng phóng điện thứ cấp trongquá trình tản sét cũng như không gây nhiễu điện từ cho các thiết bị trong

 Đẳng thế các hệ thống đất, ngăn chặn sự chênh lệch điện thế giữa các hệthống đất trong quá trình tản sét, khắc phục hiện tượng phóng điện ngượcgây nguy hiểm cho người và thiết bị.

 Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn, đề phòng hư hỏng cho cácthiết bị được nối với chúng do quá điện áp khí quyển hay quá điện áp nộibộ

 Chống sét lan truyền trên đường tín hiệu, đề phòng hư hỏng cho các thiết

bị hệ thống liên lạc nhạy cảm như: điện thoại, Internet, đo lường, điềukhiển,… Hiện nay trên thị trường có nhiều loại thiết bị chống sét như kim

Franklin, kim phóng điện sớm ESE, kim phóng xạ, tia Lase

 Chúng ta chọn phương pháp kim phóng điện sớm ESE:

1 Các khái niệm trong phương pháp kim phóng điện sớm ESE:

Đầu phát xạ kim thu sét (ESE)

Một cột thu lôi được trang bị hệ thống kích hoạt sớm dòng ion hướng lên khi sosánh với cột thu lôi đơn giản (SR) ở cùng điều kiện

Quá trình kích hoạt sớm

Hiện tượng vật lý với sự khởi đầu của vầng hào quang (corona) và tiếp tục lantruyền theo hướng lên trên

Thời gian kích hoạt sớm (ΔT)

Thời gian của ESE đạt được tia hướng lên khi so sánh với một SR trong cùngđiều kiện và phương pháp đánh giá Giá trị này được diễn dải bằng µs

Thời gian kích hoạt sớm (ΔT) được dùng để xác định các bán kính bảo vệ Điềunày được thể hiện như sau:

∆T = T SR – T ESE

Trong đó:

TSR là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét cổ điển SR

TESE là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét ESE

∆T ≤ 60µs trong công thức của NFC 17102, và nếu ∆T lớn hơn thì quy về

60µs để tính

Cấp bảo vệ (D)

Phân loại của một hệ thống bảo vệ chống sét thể hiện sự hiệu quả của nó, và có

4 cấp độ:

Cấp bảo vệ (D) Khả năng bảo

vệ (Ei)

Bán kính hình trònlăn (R - khoảngcách giữa tia sét vàkim ESE)

Giá trị dòng sétthấp nhất I (kA)

Độ cao h = 17m là khoảng cách của đỉnh ESE so với mặt phẳng ngang đi quađỉnh phần tử được bảo vệ.

Bán kính R là bán kính bảo vệ của ESE ở độ cao đang được xem xét

Bán kính bảo vệ (Rp)

Bán kính bảo vệ của ESE có liên quan đến chiều cao của nó so với các khu vựcđược bảo vệ, thời gian phát tia tiên đạo ∆T và cấp độ bảo vệ được lựa chọn Mốiquan hệ được thể hiện bằng công thức sau:

Trong đó:

với h ≥17m

D(m): là khoảng cách giữa tia tiên đạo của sét và đầu tia tiên đạo của kim thusét hay bán kính hình cầu lăn

ΔL: là độ dài (quãng đường) của tia tiên đạo: ∆L(m) = v(m/µs)×∆T(µs)

v = vup = vdown = 1 m/µs (vận tốc trung bình đo được của tia tiên đạo)

∆T: xem tại phụ lục C – NFC 17102.

Trong tài liệu data:

Truy cập để rõ hơn trong trang web:kimthusetese.com

3.Tính toán chống sét cho nhà C4 dùng kim thu sét INGESCO PDC 6.4

Ta dùng kim Kim thu sét INGESCO PDC 6.4 để chống sét cho nhà C4:

Hình 4.2 Kim thu sét INGESCO PDC 6.4

Kim thu sét INGESCO PDC 6.4 có ∆T(µs) = 30 µs nên ta có ∆L(m) =

v(m/µs)×∆T(µs) = 1x30 = 30 (m)

Công trình áp dụng bán kính bảo vệ cấp I với D = 24m

Ta chọn h = 17m là độ cao từ mũi kim thu sét so với đỉnh mái (chân đế kim thusét)

Tính toán bán kính bảo vệ Rp:

Rp = 53,54 (m)

Vậy để bảo vệ chống sét cho tòa nhà C4 với phạm vi bảo vệ cấp I (với D = 24m)

ta dùng 1 kim thu sét INGESCO PDC 6.4 có độ cao là m

Ta chọn thép cọc tròn dài l = 2.5 (m) để làm cọc thẳng đứng, chôn sâu 0,8m =>t=0,8+1,25=2,05 chọn d = 0.06m

Vậy ta tính đc Rđ = 18.07 (Ω)

Ta tính gần đúng:

R1c = 0.00298* = 0.00298*0.4*104 = 11.92 (Ω)

Trong mùa mưa thì R1c = 0.00298 = 0.00298* = 17.88 (Ω)

Chọn khoảng cách giữa các cọc a = 2.5, tra bảng 2-68[660;2] ta có:

l - chu vi mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối (cm)

Thanh nối được nối qua 30 cọc Vậy chiều dài thanh nối là:

l = a.n = 2.5*30 = 75 m = 7500 (cm)

b – bề rộng thanh nối [cm] (lấy b = 4 cm)

t – chiều sâu chôn thanh, t =0.8m = 80cm

= lg = *1.5*0.4*.lg = 1.6238 (Ω)

Điện trở của thanh nối thực tế còn phải xét đến hệ số sử dụng thanh , tra bảng

PL 2.68 [660;1] ta được = 0.24

= = = 6.75 (Ω)

- Lựa chọn các thiết bị phân phối và bảo vệ đường điện cho nhà C4.

- Thiết kế chống sét và nối đất an toàn cho toàn bộ hệ thống điện

Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã cố gắng vận dụng tất cả kiến thức

đã học để thực hiện đề tài, đồng thời em luôn nhận được sự hướng dẫn tận tìnhcủa cô Phạm Thị Hồng Anh đến nay em và các thành viên trong nhóm đã hoànthành đề tài thiết kế môn học Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng kiến thức của

em còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Em mong nhậnđược sự góp ý nhiệt tình của thầy để đồ án của chúng em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện của xí

nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

Hà Nội, 2012

[2] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Cung cấp điện.

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2005

[3] Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện Nhà xuất bản

khoa học và kĩ thuật , 2002