THIẾT kế CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG

`BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐAMH, KTLN ĐẠI HỌC CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG CBHD Phạm Trung Hiếu Sinh viên Đồng Quốc Tú Mã số sinh viên 2019604979 Hà Nội – năm 2022 1 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI Độc lập Tự do Hạnh phúc ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Đề số 68 Đồng Quốc Tú Lớp 2019DHDIEN06 Khóa 14 Khoa Điện 06 Giáo viên hướng dẫn Phạm Trung Hiếu NỘI DUNG Một chung cư c.

`BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐAMH, KTLN ĐẠI HỌC/ CAO ĐẲNG: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG

CBHD: Phạm Trung Hiếu Sinh viên: Đồng Quốc Tú

Mã số sinh viên: 2019604979

Hà Nội – năm 2022

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Đề số: 68Đồng Quốc Tú

Một chung cư cao tầng gồm: 20 tầng

2 máy, một máy chính 27,5kw, một máy dự phòng 11,6kw, phòng

kỹ thuật đặt các tủ điện lấy điện từ trạm biến áp vào và lấy điện từ một máy phát dự phòng 320KVA

- Tầng 2: siêu thị diện tích 50x70m2, công suất điều hòa 125kw

- Tầng 3- 20 là chung cư, một tầng có 10 căn hộ, mỗi căn hộ có 1 phòng khách 18m2, 2 phòng ngủ 15m2, 1 phòng bếp 10m2, 2 phòng

vệ sinh 6m2, công suất hành lang của tầng 5% công suất 1 tầng

- Thang máy gồm 2 buồng công suất 35kw

Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 22kV bên ngoài tòa nhà, rãnh cáp ngầm dẫn vào phòng kỹ thuật dài 160m

Nhiệm vụ thiết kế

1 Xác định phụ tải tính toán của tòa nhà

2 Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

3 Lựa chọn phương pháp tối ưu

4 Lựa chọn thiết bị điện của phương pháp tối ưu

6 Tính toán nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha)

7 Tính toán dung lượng bự để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cos2 =0,95

8 Thiết kế chiếu sáng cho 1 phòng điển hình

Bản vẽ:

1 Sơ đồ mặt bằng của mạng điện

2 Sơ đồ hai phương án – bảng chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật

3 Sơ đồ nguyên lí phương án tối ưu toàn mạng điện

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng ngày nay điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực Khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất

và sinh hoạt cho khu vực đó

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa, nghành công nghiệp nước

ta đang ngày một khởi sắc, các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được xây dựng Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế

và xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đó học trên lớp,chúng em đó nhận được đề tài thiết kế đồ án môn học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 20 tầng

Đồ án môn học này đó giúp chúng em hiểu rõ thêm về công việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư là rất quan trọng Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Ninh Văn Nam chúng em đó hoàn thành được đồ án môn họ Mặc dù đã

cố gắng rất nhiều song do hiểu biết cũng hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khái những sai sót Kính mong các thầy cô giáo góp ý thêm cho em để bản

đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN KHU CHUNG CƯ 7

1.1 Giới thiệu chung: 7

1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán: 8

1.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: 8

1.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: 9

1.2.3 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khái giá trị trung bình: 9

1.2.4 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: 9

1.2.5 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: 9

1.2.6 Phương pháp xác định PTTT theo suất chiếu sán g trên đơn vị diện tích: 10

1.2.7 Phương pháp tính trực tiếp: 10

1.3 Xác định phụ tải tính toán 13

1.3.1 Phụ tải tính toán của tầng 1: 13

1.3.2 Phụ tải tính toán của tầng 2: 15

1.3.3 Phụ tải tính toán cho tầng 3: 15

1.3.4 Phụ tải tính toán cho cả khu căn hộ 17

1.3.5 Phụ tải chiếu sáng khu vực hành lang và cầu thang: 17

1.3.6 Phụ tải tính toán của thang máy: 18

1.4 Xác định phụ tải của toàn bộ trung cư: 19

1.5 Dự báo phụ tải điện: 20

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 21

2.1 Các phương án cung cấp điện 21

CHƯƠNG 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀTHIẾT BỊ PHÂN PHỐI, BẢO VỆ CHO TÒA NHÀ 25

3.1 Chọn máy biến áp 25

3.1.1 Chọn dung lượng máy biến áp và máy phát: 25

3.1.2 Thiết kế trạm biến áp cho khu nhà : 26

3.2 Chọn thiết bị phân phối – Phương án 1 27

3.2.1 Chọn dây dẫn từ nguồn đến máy biến áp của chung cư 27

3.2.2 Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối: 28

3.2.3 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp đến tủ động lực của các tầng khu căn hộ: 29

3.2.4 Chọn dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ: 31

3.2.5 Chọn thanh dẫn cho tủ điện phân phối: 32

3.2.6 Chọn dây dẫn cho thang máy 32

3.2.7 Chọn dây dẫn cho 2 tủ điện máy bơm sinh hoạt và đèn hành lang 33

3.2.8 Chọn thiết bị bảo vệ 34

3.2.9 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 1 34

3.2.10 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 2 35

3.2.11 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 3 20 35

3.2.12 Chọn thiết bị bảo vệ cho thang máy 36

3.2.13 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện bơm nước sinh hoạt 36

3.2.14 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện đèn cầu thang- hành lang 36

3.2.15 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện các tầng 1-10 37

3.2.16 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện các tầng 11-20 37

3.2.17 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện sự cố 37

3.2.18 Chọn thiết bị bảo vệ tổng cho cả công trình 38

3.3 Chọn thiết bị phân phối – Phương án 2 38

CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CHO MẠNG ĐIỆN 41

4.1 Lựa chọn phương án nối dây 41

4.2 Tính toán ngắn mạch: 39

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 44

5.1 Mục đích, ý nghĩa của việc nối đất: 44

5.2 Tính toán, thiết kế và lắp đặt hệ thống nối đất 45

5.3 Tính toán nối đất cho trạm biến áp: 47

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 50

6.1 Ý nghĩa của việc chọn bù công suất phản kháng 50

6.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng 50

6.2.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng 50

6.3 Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện 51

6.3.1 Tụ tĩnh điện 51

6.3.2 Máy bù đồng bộ 51

6.4 Tiến hành bù công suất phản kháng 52

6.4.1 Xác định dung lượng bù 52

6.4.2 Chọn vị trí bù 52

6.4.3 Tính toán dung lượng bù 52

6.5 Vị trí đặt thiết bị bự (tụ điện) 52

CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO 1 PHÒNG ĐIỂN HÌNH 54

7.1 Thiết kế chiếu sáng cho phòng khách trong căn hộ: 54

Tính toán thiết kế chiếu sáng sơ bộ 54

7.1 sơ đồ mặt bằng mạng điện Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 8: BẢN VẼ 58

KẾT LUẬN 59

Tài Liệu Tham Khảo 60

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Sơ đồ đi dây hình tia 22

Hình 2.2 sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phương án 1 23

Hình 2.3 sơ đồ đi dây phân nhánh 23

Hình 2.4 sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phương án 2 24

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý đi dây cho phương án 1 41

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý đi dây cho phương án 2 44

Hình 4.3 Sơ đồ vị trí ngắn mạch 39

Hình 4.4 sơ đồ rút gọn vị trí ngắn mạch 39

Hình 4.5 sơ đồ ngắn mạch phía cao áp 40

Hình 4.6 Sơ đồ ngắn mạch N0 tại phía hạ áp 41

Hình 4.7 Ngắn mạch phía hạ áp 43

HÌnh 8.1Sơ đồ nguyên lý toàn mạng điện 59

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Công suất phụ tải tính toán của căn hộ 11

Bảng 1.2 Hệ số yêu cầu với nhà có thang máy 12

Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật máy biến áp 26

Bảng 3.2 Kiểm tra thanh cái 39

Bảng 3.4 Thông số sứ đỡ thanh cái tủ phân phối 40

Bảng 3.5 Thông số sứ thanh cái tủ động lực 40

Bảng 3.6 Bảng chọn thiết bị bảo vệ phương án 2 40

Bảng 4.1 Tính toán các tham số mạng điện cho phương án 1 40

Bảng 4.2 Bảng tính toán các tham số mạng điện cho phương án 2 43

Bảng 4.3 Bảng so sánh kinh tế - kỹ thuât các phương án 45

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN

KHU CHUNG CƯ

1.1 Giới thiệu chung:

Khu chung cư là nơi sinh sống của người dân, vì vậy việc cung cấp điện an toàn và tin cậy sẽ góp phần vào việc nâng cao chất lượng phục vụ cuộc sống cho các hộ dân

Do đó, khi thiết kế phải tính toán được tổng công suất tiêu thụ điện của toàn khu chung cư, từ đó ta lựa chọn được dung lượng của máy biến áp, máy phát điện

và các thiết bị đóng cắt bảo vệ hợp lý Trong công tác thiết kế cung cấp điện việc đầu tiên của người thiết kế là phải thống kê các số liệu cần thiết để phục vụ cho quá trình tính toán Đối với khu chung cư ta khảo sát được các số liệu có thể của từng phòng, từ đó ta xác định được phụ tải tính toán của từng tầng, phụ tải tính toán của cả tòa nhà Từ đó ta lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý và lựa chọn công suất máy biến áp, tính toán tiết diện dây dẫn cũng như các thiết bị đó ng cắt bảo vệ sao cho đảm bảo kỹ thuật, an toàn, mỹ quan và tính kinh tế Sau đây, tiến hành thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao cấp 20 tầng

Khu chung cư: bao gồm 20 tầng, trong đó có các tầng như:

- Tầng 1 là khu vực để xe, phòng máy bơm và phòng kĩ thuật

- Tầng 2 là tầng dịch vụ siêu thị

- Tầng 3 đến tầng 20 là khu ở, mỗi tầng có 10 căn hộ

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên

là xác định phụ tải điện của công trình đó Tuỳ theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc cũn phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Người thiết kế thường chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải ngắn hạn, cũn về dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề lớn, rất phức tạp Vì vậy ta

thường không quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương hướng chính

tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ, Ngược lại, nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế, thì các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất, Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán , song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đũi hái quá lớn và ngược lại, những phương pháp đơn giản, khối lượng tính toán ít hơn thì chỉ cho kết quả gần đãng Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện

Các phương pháp tính phụ tải dựng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện như sau:

1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

1.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Ptt = knc Pđ

Trong đó:

knc- hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

Pđ - công suất đặt của thiết bị

1.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình:

Ptt = khd Ptb

Trong đó:

khd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật

Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW)

Ptb = ∫ 𝑃(𝑡)𝑑𝑡

𝑡 0

Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW)

 - độ lệch của đồ thị phụ tải khái giá trị trung bình

 - hệ số tán xạ của 

1.2.4 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại:

Ptt = kmax Ptb = kmax ksd Pđ

Trong đó:

Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW)

kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ Kmax = f (nhq, ksd)

ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật

nhq - số thiết bị dựng điện hiệu quả

Pđ - công suất đặt của thiết bị, (kW)

1.2.5 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm:

Trong đó:

a0 - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (kWh/đvsp)

M - số sản phẩm sản xuất được trong một năm

Tmax - thêi gian sử dụng công suất lớn nhất, (h)

1.2.6 Phương pháp xác định PTTT theo suất chiếu sán g trên đơn vị diện tích:

Ptt = p0.F Trong đó:

p0 - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (W/m2)

F - diện tích bố trí thiết bị, (m2)

1.2.7 Phương pháp tính trực tiếp:

Trong các phương pháp trên, các phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đãng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi Các phương pháp cũng lại được xây dựng trên cơ

sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp

Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thớch hợp để xác định PTTT Trong đồ án này với khu nhà chung cư, trên cơ sở mặt bằng kiến trúc, công năng sử dụng của căn hộ, xác định được những thiết bị điện sử dụng trong tòa nhà Với công trình nhà ở cao tầng có các công thức tính phụ tải:

a Phụ tải tính toán của toàn bộ các căn hộ trong nhà ở P CH tính theo công thức:

PCH = Pch x n Trong đó:

Pch: công suất phụ tải tính toán (KW) cho mỗi căn hộ xác định theo bảng 1

n: số căn hộ trong ngôi nhà

Đặc điểm căn hộ Công suất phụ tải tính toán (KW) khi số căn hộ

2,48 1,75

1,88 1,55

1,6 1,55

1,4 1,12

1,32 1,07

1,2 1,05

1,12 1,02

Bảng 1.1 Công suất phụ tải tính toán của căn hộ

b Phụ tải tính toán cho nhà ở (gồm phụ tải tính toán các căn hộ và các thiết

bị điện lực) P NO tính theo công thức:

PNO = PCH + 0,9PĐL

Trong đó:

PĐL: phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực trong nhà, (KW)

c Phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực (KW) được tính như sau:

* Với các động cơ điện máy bơm, các thiết bị thông gió, cấp nhiệt và các thiết bị vệ sinh khác, lấy tổng công suất đặt tính với hệ số công suất bằng 0,8 và

hệ số yêu cầu như sau:

1 - khi số động cơ điện từ 1 đến 3

0,8 - khi số động cơ điện lớn hơn 3

** Với các thang máy tính theo công thức:

PT = Kc ∑𝑛𝑇 (𝑃𝑛𝑖√𝑃𝑣 + 𝑃𝑔𝑖) Trong đó:

PT: phụ tải tính toán của các thang máy (KW)

nT: số lượng các thang máy

Pni: công suất đặt của các động cơ điện của thang máy (KW)

Pgi: công suất lực húm điện từ của các khí cô điều khiển và các đốn điện trong thang máy

Pv: hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lý lịch máy

Kc: hệ số yêu cầu, với nhà ở xác định theo bảng 2, với công trình công cộng theo các trị số sau đây:

Từ 1 đến 2

Từ 3 đến 4

Từ 4 trở lên

1 0,9 0,80,6

Bảng 1.2 Hệ số yêu cầu với nhà có thang máy

* Khi xác định phụ tải tính toán không tính công suất của các động cơ điện

dự phòng, trừ trường hợp để chọn khí cụ bảo vệ và mặt cắt dây dẫn Khi xác định phụ tải tính toán của các động cơ điện của thiết bị chữa cháy lấy hệ số yêu cầu bằng 1 với số lượng động cơ bất kỳ

d Hệ số công suất tính toán lưới điện nhà ở lấy bằng 0,80 đến 0,85

e Khi thiết kế lưới điện những chiếu sán g công trình công cộng như:

Khách sạn, ký túc xá, các phòng sử dụng chung cho ngụi nhà (gian cầu thang, tầng hầm, tầng giáp mái, ) cũng như các phòng không dựng để ở như các cửa

hàng, gian hàng, kho, xưởng, các xớ nghiệp dịch vụ phục vụ sinh hoạt đêi sống, các phòng hành chính quản trị phải lấy phụ tải tính toán theo tính toán kỹ thuật

chiếu sán g với hệ số yêucầu bằng 1

f Phụ tải tính toán của lưới điện cung cấp cho các ổ cắm điện:

P0C (khi không có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện cho các ổ cắm này) với mạng điện hai những trở lên (những chiếu sán g, những ổ cắm), tính theo công thức sau:

P0C = 300.n (W) Trong đó:

n: số lượng ổ cắm điện

1.3 Xác định phụ tải tính toán

1.3.1 Phụ tải tính toán của tầng 1:

Mặt bằng tầng 1 bao gồm các chức năng như: Khu vực nhà để xe, phòng kỹ thuật điện, phòng kỹ thuật nước

❖ Khu nhà để xe

Dựa vào bảng 1.9 trang 234 sách giáo trình cung cấp điện của trường đại học công nghiệp hà nội, ta có phụ tải trung bình của gara là p0 = 10 - 15 W/m2, và Ksd= 0,8

Chọn P0=10W/m2, từ đây ta có thể tính toán công suất tính toán của gara là :

- Công suất tính toán của phòng kĩ thuật điện là:

- Công suất tính toán tác dụng của hệ thống máy bơm là:

Trong tòa nhà có: một bơm chính có P = 17,5 kW và một bơm phụ có

P = 11,6 kW

PB = KNC (PT1.n1 + PT2.n2) Trong đó:

PT1, PT2: công suất đặt của máy bơm

KNC: hệ số nhu cầu (lấy KNC= 0,8)

1.3.2 Phụ tải tính toán của tầng 2:

Tầng 2 của tòa nhà là siêu thị bao gồm khu thương mại, dịch vụ, khu vực này

có diện tích 3500m2 Ngoài ra tầng này cũng có các phòng chức năng khác như: phòng trực, phòng quản lý Dựa vào bảng 1.6 trang 233 sách giáo trình cung cấp điện của trường đại học công nghiệp hà nội, ta có phụ tải sinh hoạt trung bình siêu thị là p0 =

20 - 27W/m2, và Ksd= 0,9

Chọn P0 = 20 W/m2, từ đây ta có thể tính toán công suất tính toán chưa kể điều hòa là:

PTT = ksd.p0.F = 0,9.20.3500 = 63000 W = 63 kW Theo đầu bài ta có công suất điều hòa là 125 Kw, do vậy tổng công suất tính toán của tầng2 là: PT2 = 63 + 125 =188kW

- Công suất tính toán phản khỏng của tầng 2 là:

Từ tầng 3 đến tầng 20 của chung cư có mặt bằng giống nhau nên ta chỉ cần tính điển hình tầng 3 Tầng 3 có 10 căn hộ, do đó để xác định được công suất tính toán

1 tầng, ta cần xác định được công suất của 1 căn hộ xong dựa vào đó ta có thể tính

được công suất tính toán của toàn bộ 1 tầng và toàn bộ chung cư

1.3.3.1 Phụ tải tính toán của căn hộ

Theo đầu bài ta có diện tích của 1 căn hộ là: F = 18 + 2.15 + 10 + 2.6 = 70 m2

Dựa vào bảng 1.6 trang 233 sách giáo trình cung cấp điện của trường đại học công nghiệp hà nội, ta có phụ tải sinh hoạt trung bình của căn hộ là p0 = 19 - 32 W/m2, và

Vậy: QT3 = PT3 tg= 11.2 0,75 = 8.4 KVAr

- Công suất tính toán toàn phần của tầng 3 là:

ST3 =√𝑃𝑇32 + 𝑄𝑇32 = √11, 22+ 8, 42 = 14𝐾𝑉𝐴

1.3.4 Phụ tải tính toán cho cả khu căn hộ

Từ tầng 3 đến tầng 20 của tòa nhà có công năng giống nhau nên tính toán côngsuất của tầng 3 chính là công suất điển hình của khu căn hộ

Công suất tính toán tác dụng của phụ tải khu căn hộ là:

1.3.5 Phụ tải chiếu sáng khu vực hành lang và cầu thang:

Theo đầu đề bài toán ta đã biết công suất chiếu sáng hành lang của tầng bằng 5% của một tầng:

PHL3 = 0,05.11.2= 0,56 (kW) Công suất tính toán phản khỏng của hệ thống chiếu sáng hành lang tầng 3:

QHL3 = PHL tg

Với cos = 0,8 ta có tg = 0,75

Vậy: QHL3= 0,56 0,75 = 0,42 KVAr

Công suất tính toán toàn phần của hệ thống chiếu sán g hành lang tầng 3 là:

SHL3 =√𝑃𝐻𝐿32 + 𝑄𝐻𝐿32 = √0,562+ 0,422 = 0,7𝐾𝑉𝐴Hành lang từ tầng 3 -20 giống nhau lên ta có công suất tính toán phụ tải tính toán của hanh lang của toàn bộ chung cư:

PHL = 18.0,56 = 10.08 kW Công suất tính toán phản khỏng của hệ thống chiếu sáng hành lang:

đốn cần lắp đặt cho chiếu sán g cầu thang: n = 80 (bóng)

PCT =Pb.n = 20 80 = 1600 (W) = 1,6 (kW) Công suất tính toán phản khỏng của hệ thống chiếu sáng cầu thang là:

1.3.6 Phụ tải tính toán của thang máy:

* Công suất tính toán tác dụng của thang máy là:

PTM = PT.KNC.n Trong đó:

PT : công suất đặt của 1 thang máy

KNC : hệ số nhu cầu (lấy KNC= 0,8)

PTM1 = 35.0,8.2 = 56 (kW)

- Công suất tính toán phản khỏng của thang máy là:

QTM1 = PTM tg

Tra tài liệu cung cấp điện ta có cos = 0,8

Với cos = 0,8 ta có sin = 0,6

tg = 𝑠𝑖𝑛

𝑐𝑜𝑠 𝜙 = √1−cos𝜙2cos𝜙 =0,60,8 = 0,75 Vậy: QTM = PTM tg = 56 0,75 =42 KVAr

- Công suất tính toán toàn phần của thang máy là:

STM1 = √𝑃𝑇𝑀2 + 𝑄𝑇𝑀2 = √562+ 422 = 70𝐾𝑉𝐴

1.4 Xác định phụ tải của toàn bộ trung cư:

Công suất tính toán của chung cư là tổng công suất của phụ tải ưu tiên và không ưu tiên

- Công suất tính toán tác dụng của chung cư là:

STC =√𝑃𝑇𝐶2 + 𝑄𝑇𝐶2 = √4482+ 3362 = 560𝐾𝑉𝐴

1.5 Dự báo phụ tải điện:

Chung cư là nơi sinh sống của những hộ dân có thu nhập vừa và ổn định, do đó trong tương lai sẽ phát triển thêm phụ tải để phục vụ nhu cầu cuộc sống ngày càng cao

Vì vậy ta phải tính thêm phụ tải dự phòng cho phát triển

Lấy hệ số vượt trước K = 0,2

- Công suất dành cho dự phòng là:

Sdp = STC.K = 560 0,2 = 112 KVA Vậy công suất tính toán toàn phần có tính đến dự phòng của đơn chung cư là:

STTA = PTC + jQTC + Pdp + jQdp = 672 KVA

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

2.1 Các phương án cung cấp điện

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc công trình ta có thể đưa ra nhiều phương án cung cấp điện khác nhau Nhưng ta nhận thấy một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu đặt ra sau đây:

- Vốn đầu tư xây dựng và phí tổn hàng năm thấp

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao

- An toàn tiện lợi cho vận hành và sửa chữa

Khi chúng ta cung cấp điện cho một khu nhà cao tầng thì phương án cung cấp điện bao gồm những vấn đề chính sau:

- Cấp điện áp

- Sơ đồ tuyến dây

- Vị trí đặt trạm biến áp

Đó là những vấn đề hết sức quan trọng bởi vì xác định đãng đắn và hợp lý những vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện Vì vậy để xác định được phương án cung cấp điện hợp lý nhất ta phải khảo sát toàn bộ mặt bằng thực địa của khu nhà cao tầng, các

dữ liệu liên quan đến công việc thi công sau này Phải đưa ra các phương án cung cấp điện để chúng ta tiện so sán h và đưa ra một phương án tối ưu nhất để thi công

- Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu; gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế

2 Số lượng máy biến áp đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho vận hành Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp

Dựa vào sơ đồ mặt bằng và công suất của khu nhà ta đưa ra các phương án cung cấp điện sau:

Hình 2.1 Sơ đồ đi dây hình tia

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ tủ phân phối chính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng cung cấp điện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt Khi xảy ra sự cố trên một đường dây nào đó thì chỉ có phụ tải ở đó mất điện, các phụ tải khác vận hành binh thường

- Phương án 1: mỗi tầng một tuyến dây độc lập

+ Đặt một trạm biến áp với 1 máy biến áp cấp cho toàn bộ khu nhà chung

cư đồng thời máy phát điện dự phòng cũng được đặt tại vị trí này để thuận tiện trong công tác vận hành Ta sẽ chọn phương án này vì phương án này thoả mãn các điều kiện như gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển lắp đặt, vận hành, sửa chữa, khi có sự cố xảy ra tại 1 máy biến áp hoặc máy phát sẽ không gây ảnh hưởng dễ sửa chữa Vị trí đặt trạm biến áp sẽ gần tâm phụ tải và hợp lý về mỹ quan.

Hình 2.2 sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phương án 1

Phương án này tổng chiều dài dây lớn, các thiết bị(tầng) vận hành độc lập

nhau nên khi xảy ra sự cố trên một đường dây nào đó thì chỉ có phụ tải ở đó mất

điện còn các phụ tải khác vận hành bình thường

Phương án 2: Phương án đi dây phân nhánh

Hình 2.3 sơ đồ đi dây phân nhánh

Phương án 2: Một tủ động lực cho nhiều tầng

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều

phụ tải hoặc các tủ phân phối phụ

+ Lấy điện từ trạm biến áp rồi rẽ nhánh, mỗi nhánh có thể cấp điện cho 1 tầng hay

nhiều tầng, nếu cấp điện cho nhiều tầng bên trên sẽ được phân thành nhiều nhánh

Sơ đồ được trình bầy như sau:

Hình 2.4 sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phương án 2

Phương án dạng phân nhánh tổng chiều dài dây ngắn hơn hình tia, tiết diện

đường dây trục chính lớn, các phụ tải vận hành phụ thuộc vào nhau vì khi xảy ra sự

cố các phụ tải phía sau đều mất điện

CHƯƠNG 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀTHIẾT BỊ PHÂN PHỐI, BẢO VỆ

CHO TÒA NHÀ 3.1 Chọn máy biến áp

3.1.1 Chọn dung lượng máy biến áp và máy phát:

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện, TBA dựng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Các TBA, trạm phân phối, đườngng dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống và truyền tải điện năng thống nhất

Dung lượng của máy biến áp, vị trí đặt, số lượng và các phương thức vận hành của các TBA có ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc lựa chọn dung lượng các TBA bao giê cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện

Dung lượng và các tham số của khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nỳ và cấp điện áp của mạng và phương thức vận hành của máy biến áp

Vì thế, để lựa chọn được TBA tốt nhất ta phải dựa trên những yếu tố cơ bản sau:

*An toàn và liên tục cấp điện

* Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhá nhất

- Dung lượng máy biến áp cấp cho chung cư được chọn theo điều kiện(trạm một máy):

SđmBA> Stt

Trong đó:

SđmBA là công suất định mức của máy biến áp

Stt là công suất tính toán của phụ tải cần cấp điện

Tra bảng 6.1 (giá trình cung cấp điện ĐHCNHN) ta chọn được máy biến áp

Công suất

Trọng lượng(kg)

Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật máy biến áp

Chuyển nguồn từ nguồn lưới sang nguồn máy phát sử dụng tủ chuyển nguồn

tự động ATS

3.1.2 Thiết kế trạm biến áp cho khu nhà :

a Sơ bộ về các loại trạm biến áp:

Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào công suất của trạm, số đưêng dây đến và số đưêng dây đi tới phụ tải, tầm quan trọng của phụ tải

Trạm biến áp thường có các dạng kết cấu sau: trạm trọn bộ, trạm treo, trạm bệt, trạm kớn Cần căn cứ vào điều kiện đất đai, môi trường, mỹ quan, kinh phí v.v… để lựa chọn kiểu trạm thớch hợp cho từng công trình, từng đối tượng khách hàng

* Trạm trọn bộ: Là trạm đã chế tạo, lắp đặt sẵn toàn bộ các phần tử của trạm (biến áp, thiết bị trung áp, hạ áp), tất cả được đặt trong một container kớn, có ngăn chia thành 3 khoang (khoang biến áp, khoang hạ áp, khoang trung áp) Trạm trọn

bộ an toàn, chắc chắn, gọn nhẹ, thiết bị cao áp được cách điện bằng SF6 không cần bảo trì Trạm này thớch hợp cho khách hàng có vốn đầu tư cao, điều kiện đất đai chật hẹp, yêu cầu cao về mỹ quan (như các đại sứ quán, khách sạn sang trọng, khu văn phòng đại diện, nhà khách chính phủ.)

* Trạm treo: Là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị máy biến áp, trung áp, hạ áp đặt toàn bộ trên cột Riêng tủ hạ áp có thể đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xây dưới đất, tuỳ theo điều kiện đất đai và yêu cầu của khách hàng Trạm loại

này có ưu điểm tiết kiệm đất đai nên thường được dựng cho các trạm công cộng

* Trạm kớn (trạm trong nhà, trạm xây): Được dựng ở những nơi cần an toàn, những nơi nhiều khỳi bụi, hỳa chất ăn mũn v.v Trạm thường được bố trí thành

3 phòng: - Phòng trung áp đặt các thiết bị trung áp, phòng máy biến áp và phòng

hạ áp đặt các thiết bị phân phối hạ áp, nhưng cũng có thể có 2 phòng: Trong đó, máy biến áp và thiết bị trung áp đặt chung một phòng có lưới ngăn cách Với trạm

có 2 máy biến áp có thể bố trí 3 hoặc 4 phòng, với trạm này cần có hố dầu sự cố, cần đặt cửa thông gió cho phòng máy và các phòng trung áp, hạ áp, của thông gió phải có lưới chắn đề phòng chim, chuột

b Chọn kiểu trạm biến áp:

Trong điều kiện mặt bằng cho phép của khu chung cư, để đảm bảo mỹ quan

và kinh tế ta chọn kiểu trạm biến áp kiểu kớn, có 6 buồng, buồng trung áp đặt các thiết bị trung áp, buồng máy biến áp đặt máy biến áp, và buồng hạ áp đặt các thiết

bị hạ áp, buồng đặt máy phát

3.2 Chọn thiết bị phân phối – Phương án 1

3.2.1 Chọn dây dẫn từ nguồn đến máy biến áp của chung cư

Ta có công suất tính toán của khu chung cư:

𝑃𝑇𝐶 = 448 Kw, 𝑄𝑇𝐶 = 336 KVAr, 𝑆𝑇𝐶= 560 KVA

• Ilvmax = 𝑆𝑡𝑐

√3𝑈 đ𝑚 = 560

√3.22 = 14.7(𝐴)

• Tiết diện kinh tế:

Tiết diện cáp cao áp chọn theo mật độ kinh tế dòng điện Đối với cáp đồng 3 pha và lấyT_max=4500(h), ta tra được (Bảng Phụ Lục 4 giáo trình cung cấp điện ĐHCNHN)

Ta có tiết diện kinh tế của dây dẫn bằng:

Fkt = 𝐼𝑡𝑡

𝐽𝑘𝑡 =14.7

Kết luận: Chọn cáp vặn xoắn ba lõi đồng cách điện XLPE, đai thép, vỏ

xo = 0,13 (𝛺 /km), 𝐼𝑐𝑝= 170 (A) (Cáp được đặt trong rãnh).(Bảng 4.57Sổ tay tra cứu và lựa chọn các thiết bị điện – Ngô Hồng Quang)

3.2.2 Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối:

Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Khi có dòng điện chạy qua dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây cáp quá cao có thể làm chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ Mặt khác, độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống Do vậy nhà chế tạo qui định nhiệt

độ cho phép đối với mỗi loại dây cáp

Do đó dây cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện sau:

k Icp> Ilv.max

Trong đó:

Ilv.max là dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn:

Icp: dòng điện cho phép ứng với dây cáp đã chọn

Với Sđm: Công suất định mức của máy biến áp cung cấp cho chung cư Tiết diện kinh tế của dây dẫn:

F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥𝐽

𝑘𝑡 = 1082,5

2.1 = 515.47(mm2) Dựa vào điều kiện k Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thông số kỹ thuật sau:

Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trường, chọn K1 = 1

K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2 Icp> Itt

Dựa vào điều kiện k Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thông số kỹ thuật sau:

Dựa vào điều kiện k Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thông số kỹ thuật sau:

Vỏ

3.2.4 Chọn dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ:

* Khi cấp điện cho các phòng theo qui định ta chỉ cấp điện 220V vào từng

phòng Do vậy khi chọn dây dẫn cấp cho các phòng ta tính theo điện áp pha = 220V

Tính chọn dây dẫn từ Aptomat nhán h cấp cho căn hộ Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép

K1 K2 Icp> Itt

Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trườn, chọn K1 = 1

K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 1

Dòng điện tính toán căn hộ:

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện Icp> Itt

Căn cứ vào dòng điện tính toán của các căn hộ ta chọn tiết diện dây cấp tới các căn hộ

Tra PL V.12 tài liệu Thiết kế cấp điện ta chọn cáp ruột đồng 2 lõi do hãng Lens chế tạo có cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa không cháy

Vỏ

3.2.5 Chọn thanh dẫn cho tủ điện phân phối:

Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng

ICP> k1 k2.k3.ICPTH

Trong đó:

ICP là dòng điện cho phép của thanh dẫn

ICPTH là dòng điện cho phép thanh dẫn khi nhiệt độ thanh dẫn là 700C nhiệt độ mụi trường xung quanh là 250C và thanh dẫn đặt đứng

k1 = 0,95 là hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt ngang

k2 là hệ số hiệu chỉnh khi xét thanh dẫn gồm nhiều thanh ghộp lại, nếu là trên không thì k2 = 1

k3 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mụi trường xung quanh

Như đã tính ở phần trên ta có dòng điện tính toán là: 254.61A

Tra sổ tay lựa chọn thiết bị Hồng Quang ta chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 95mm2 Có Icp=263A do DELTA chế tạo

3.2.6 Chọn dây dẫn cho thang máy

* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối tới thang máy Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép

K1 K2 Icp> Itt

Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trường, chọn K1 = 1

K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2 Icp> Itt

Dòng điện tính toán của thang máy 1 là:

Vỏ

3.2.7 Chọn dây dẫn cho 2 tủ điện máy bơm sinh hoạt và đèn hành lang

* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối tới tủ điện động lực của máy bơm nước và

tủ điện động lực của đèn hành lang Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép

K1 K2 Icp> Itt

Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trường, chọn K1 = 1

K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2 Icp> Itt

Dòng điện tính toán của máy bơm 1 là:

39,1

Tiết diện kinh tế của dây dẫn:

3.2.9 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 1

Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng tầng 1 là:

Tầng 1 ABN53c 380 35,89 40

3.2.10 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 2

Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng tầng 2 là:

3.2.11 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 3 20

Vì các tầng có công suất tính toán toàn phần giống nhau nên ta tính cho 1 tầng đặc trưng :

Tầng ABN52c 240 20.2 30

3.2.12 Chọn thiết bị bảo vệ cho thang máy

Dòng điện lớn nhất qua Aptomat thang máy là:

3.2.13 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện bơm nước sinh hoạt

Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tủ điện bơm nước là:

3.2.14 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện đèn cầu thang- hành lang

Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tủ điện đèn cầu thang- hành lang là: