THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN KHU ĐÔ THỊ VINHOMES CỔ LOA, ĐÔNG ANH, HÀ NỘI.pdf

Các khu đô thị ngày càng hiện đại, đồng bộ và hoàn chỉnh với nhiều dịch vụ, do đó trước khi xây dựng các tòanhà và khu dân cư trong đô thị, cần phải thiết kế, xây dựng cơ sở hạ tầng, tro

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì nước ta thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì ngành kỹ thuật điện đóng vai trò cực kỳ quan trọng, bởi vì điện là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân.

Việt Nam đã gia nhập vào tổ chức thương mại thế giới Đây là động lực mạnh mẽ giúp nền kinh tế nước ta tăng trưởng mạnh trong tương lai, giúp quá trình đô thị hóa nước ta diễn ra nhanh chóng Để đáp ứng cho quá trình này, việc xây dựng những khu đô thị mới

để giải quyết vấn đề nhà ở của người dân đang ngày một tăng cao Các khu đô thị ngày càng hiện đại, đồng bộ và hoàn chỉnh với nhiều dịch vụ, do đó trước khi xây dựng các tòanhà và khu dân cư trong đô thị, cần phải thiết kế, xây dựng cơ sở hạ tầng, trong đó có hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho quá trình thi công dự án cũng như nhu cầu sử dụng của cư dân sau này Hệ thống điện cho các khu đô thị mới có yêu cầu rất cao về: an toàn điện, chất lượng điện, độ tin cậy cung cấp điện và đảm bảo mỹ quan đô thị

Sau đây bọn em xin trình bày đề tài tốt nghiệp của mình là: “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN KHU ĐÔ THỊ VINHOMES CỔ LOA, ĐÔNG ANH, HÀ NỘI”

Nội dung của đề tài bao gồm:

- Tổng quan về khu đô thị

- Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng trung áp

- Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng hạ áp

Do trình độ và thời gian có hạn, nên trong quá trình làm đồ án chúng em không thể tránh khỏi những sai sót, mong được các thầy cô trong bộ môn tận tình chỉ bảo và giúp

đỡ để chúng em hoàn thiện hơn Những giúp đỡ của thầy cô sẽ là những bài học quý báu cho công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Trang bị điện

cùng tất cả các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đã giảng dạy những kiến

thức chuyên môn làm cơ sở để chúng em thực hiện tốt đề tài tốt nghiệp và đã tạo điềukiện thuận lợi cho chúng em hoàn tất khóa học

Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Đặng Việt Phúc đã trực

tiếp hướng dẫn, tạo mọi điều kiện và nhiệt tình giúp đỡ chúng em thực hiện tốt đề tàinày

Hà Nội, ngày 22 tháng 11 năm 2022

Chương 1: Tổng quan về khu đô thị

I, Tổng quan dự án

* Tên thương mại: Vinhomes

Cổ Loa Đông Anh

*Tên dự án:quy hoạch chi

tiết 1/500 Trung tâm hội chợ

triển lãm quốc gia và khu đô

thị mới xã Xuân Canh,Đông

Hội,Mai Lâm huyện Đông

Anh

*Thiết kế cung cấp điện:

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ

VẤN XÂY DỰNG ĐIỆN THĂNG LONG

* Chủ đầu tư: Tập đoàn Vingroup và Công ty Cổ phần Trung tâm Hội chợ Triển lãm

Việt Nam (VEFAC)

* Tổng diện tích đất: 385ha Trong đó Trung tâm Hội chợ triển lãm quốc gia 90ha, khu

vực phát triển đô thị 295ha

* Tổng mức đầu tư: 42.215,24 tỉ đồng, trong đó vốn đầu tư Trung tâm Hội chợ Triển

lãm Quốc gia là 7.336,24 tỉ đồng

* Vị trí: đường Trường Sa, xã Đông Hội, Huyện Đông Anh, Tp Hà Nội

* Sản phẩm: Biệt thự đơn lập, song lập, liền kề, shophouse thương mại, chung cư, Tổ

hợp khách sạn 5 sao và Văn phòng cao cấp

* Khởi công và mở bán: dự kiến 2022

* Pháp Lý: Sổ hồng lâu dài

II, Cập nhật lịch sử, Tiến độ & pháp lý dự án Vinhomes Cổ Loa

 Ngày 28/5/2020: Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Điều chỉnh cục bộ quy hoạch chung xây dựng Thủ đô (Khu vực Trung tâm Hội chợ Triển lãm Quốc gia huyện Đông Anh) tại Quyết định số 702/QĐ-TTg

 Ngày 15/6/2020: Quy hoạch phân khu đô thị GN(A) đã được UBND Thành phố phê duyệt tại Quyết định số 2465/QĐ-UBND

 Ngày 19/06/2020: Trung tâm Hội chợ Triển lãm Quốc gia và Khu đô thị mới

 ( Vinhomes Cổ Loa) nằm tại các xã Xuân Canh, xã Đông Hội, xã Mai Lâm của huyện Đông Anh đã được Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hà Nội đồng ý duyệt Quy hoạch chi tiết tỉ lệ 1/500 tại Quyết định 2588/QĐ-UBND.

 Giáp sông Hồng, sông Đuống và sông đào Ngũ huyện Khê

 Phía Đông Nam giáp tuyến đường nối từ cầu Tứ Liên đi vành đai 3

 Phía Tây Bắc giáp tuyến đường trong quy hoạch dọc theo trục không gian Hồ Tây – Cổ Loa

 Phía Đông Bắc giáp đường Trường Sa - trục giao thông huyết mạch nối đường quốc lộ 5 kéo dài với sân bay Nội Bài

Chương 2: Tính toán phụ tải điện khu đô thị

1 Đặt vấn đề

- Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là khu đô thị mà ta đang thiết kế) thì nhiệm vụ đầu tiên mà người thiết kế là phải xác định được phụ tải điệncủa công trình đó

- Tùy theo quy mô của từng công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải tính đến khả năng phát triển trong tương lai Cụ thể muốnxác định được phụ tải điện của một khu đô thị thì chủ yếu dựa vào diện tích (diện tích mặt sàn, diện tích mặt bằng), mục đích sử dụng, tính chất của các hạng mục xây dựng trong khu đô thị đồng thời tính đến khả năng phát triển trong tương lai

để có tính toán dự phòng hợp lí

- Xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó nhưng rất quan trọng Bởi vì, nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảmtuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm Còn nếuphụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiết thì sẽ gây lãng phí

2 Một số khái niệm

2.1 Khái niệm về phụ tải điện

Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q yêu cầu tại một điểm nào đó của lưới điện ở điện áp định mức gọi là điểm đặt hay điểm đầu của phụ tải Phụ tải điện chỉ chung các hộ dùng điện và các thiết bị điện -Khái niệm về phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán là phụ tải cần xác định

trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện

2.2 Độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện là mức đảm bảo cung cấp điện liên tục tùy thuộc vào

tính chất của hộ tiêu thụ điện Trong việc tính toán, lựa chọn phương thức cấp điện, người ta thường chia ra 3 loại hộ

2.3 Phân loại các hộ dùng điện

-Hộ loại 1 là hộ rất quan trọng không được phép ngừng cung cấp điện, nếu để xảy ra mất điện sẽ dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng Đó là các hộ tiêu thụ: sân bay, bến cảng, khu quân sự, đài phát thanh truyền hình, khu ngoại giao đoàn, đại

sứ quán, nhà ga, bến xe, trục giao thông chính trong thành phố…

-Hộ loại 2 bao gồm các xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng (như xe đạp, bánh kẹo, đường sữa, may mặc…) và thương mại, dịch vụ (siêu thị, khách sạn…) Nếu xảy ramất điện sẽ gây thiệt hại cho chính các xí nghiệp đó như lãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp nhiên liệu, …

-Hộ loại 3 là những hộ không quan trọng, cho phép mất điện khi cần thiết Đó là các hộ ánh sáng sinh hoạt đô thị và nông thôn

2.4 Các phương pháp tính toán phụ tải tính toán:

2.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số yêu cầu:

Pi: là công suất của thiết bị điện thứ i (kW)

Ptt, Qtt, Stt là công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (đơn vị lần lượt là kW, kVAr, kVA)

M: Số đơn vị sản phẩm sản xuất được trong 1 năm

Wo: Suất tiêu hao cho một đơn vị sản phẩm (kWh/sp)

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Phương pháp này thường được sử dụng để tính toán cho các thiết bị điện có các đồphụ tải ít thay đổi: quạt gió; máy bơm; máy nén khí…

2.4.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình Ttb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả)

 Chúng em lựa chọn phương pháp Tính phụ tải tính toán theo suất phụ tải

trên một đơn vị sản xuất bởi vì thông tin nhận được chỉ có diện tích và số người trên các khu.

Chương 3: Tính toán phụ tải khu đô thị

3.1 Tiêu chuẩn cấp điện cho các đối tượng trong khu đô thị:

Ta có bảng chỉ tiêu cấp điện:

ST

1 Nhà liền kề hoặc chung cư cao 4/5 tầng 3 kW/căn

5 Trường tiểu học(có điều hòa nhiệt độ) 0,15kW/cháu

8 Cửa hàng, siêu thị, chợ, trung tâm thương mại, dịch vụ(có điều hòa nhiệt độ) 30W/m2 sàn

Khối khám chữa bệnh(công trình y tế)

-Bệnh viện cấp quốc gia

-Bệnh viện cấp tỉnh, thành phố

-Bệnh viện cấp quận, huyện

2,5kW/giường bệnh 2kW/giường bệnh 1,5kW/giường bệnh

10 Rạp hát, rạp chiếu phim, rạp xiếc (có điều hòa nhiệt độ) 25W/m2 sàn

Như ở trên đã đề cập, phương pháp tính toán phụ tải được chúng em sử dụng

là “Tính toán phụ tải đô thị theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích kết hợp hệ số đồng thời”.

-Đối với đối tượng phụ tải tính toán được xác định theo suất phụ tải trên 1m2

Po : Suất phụ tải trên 1m2 diện tích (W/m2)

S : Diện tích của đơn vị cần tính (m2)

Pđ : Công suất đặt từng khu ở công trình

Ptt : Công suất tính toán

Qtt : Công suất phản kháng tính toán

Stt : Công suất toàn phần tính toán

3.3 Hệ số dự phòng phát triển

Ta có cosφ = 0.8

-Dự phòng phát triển trong tương lai : 20%

-Tổn hao điện áp trên mạng trung áp 22kV: 10%

Hệ số sử dụng cho khu đô thị Kđt= 0,6-0,7 Vì đây là khu đô thị hiện đại nên chúng em chọn Kđt= 0,7

Ptt : Công suất tính toán

Qtt : Công suất phản kháng tính toán

Stt : Công suất toàn phần tính toán

Pyc : Công suất yêu cầu thực tế

Qyc : Công suất phản kháng thực tế

Syc : Công suất toàn phần yêu cầu thực tế

Giá trị Po, Kđt được cho sẵn trong bảng, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải phân tích theo số liệu thống kê cũng như nhu cầu tiêu thụ thực tế của phụ tải và các tiêu chuẩn thiết kế

Tính toán cụ thể cho từng khu

Sốcăn

Ptt(kW) Qtt(kW) Stt(kVAr) Pyc(kW) Syc(kVA)

Ptt(kW) Qtt(kW) Stt(kVAr) Pyc(kW) Syc(kVA)

m2)

Ptt(kW) Qtt(kW) Stt(kVAr Pyc(kW) Syc(kVA)

813351,2

Chương 4: Thiết kế mạng trung áp 22/0.4 kV

4.1 Đặt vấn đề

- Mạng trung áp là mạng có cấp điện áp lên đến 22kV.

- Việc lựa chọn sơ đồ cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cũng như đời sống xã hội Một sơ đồ cấp điện được coi là hợp lý nếu thõa mãn các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện

+ Linh hoạt trong vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+ Thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế

+ Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

-Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, lưới trung áp thường được thiết kế theo cấu trúc

mạch vòng kín, vận hành hở Đường dây đi ngầm để đảm bảo mỹ quan đô thị cũng như

nâng cao tính an toàn của hệ thống

-Để đáp ứng được các yêu cầu trên chúng ta phải thực hiện thiết kế mạng cao áp cho khu

đô thị theo các bước sau:

+ Vạch ra các phương pháp cung cấp điện

+ Xác định vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án

+Tính toán dựa trên các yếu tố kinh tế- kỹ thuật để đưa ra phương án hợp lý nhất

+Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

4.2 Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đô thị.

4.2.1 Vị trí đặt các trạm biến áp

- Với các khu cây xanh, công trình công cộng, khu nhà liền kề, biệt thự thì trạm biến áp

là loại trạm kín lắp đặt ngoài trời Trạm được bố trí ở trung tâm các phụ tải cung cấp tránh tổn thất điện áp và tiết kiệm chi phí đầu tư đường dây Với các tòa nhà cao tầng, chung cư dự kiến trạm biến áp được lắp đặt bên trong tầng hầm của các công trình, loại trạm biến áp trong các tòa nhà này sẽ được lựa chọn sau khi có thiết kế kỹ thuật các công trình cụ thể

- Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

+ An toàn và liên tục cung cấp điện

+ Thao tác, vận hành, sửa chữa dễ dàng

+ Chống cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn

+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành

+ Vị trí đặt trạm biến áp phải gần với vỉa hè đường đi để tiện cho việc cấp điện và đi dây, cáp điện

4.2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp.

- Máy biến áp là một thiết bị cần thiết và quan trọng trong hệ thống cung cấp điện khu đô thị Máy biến áp được chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo liên lạc giữa nguồn và phụ tải

+ Đảm bảo cấp điện liên tục cho các phụ tải

+ Đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật

-Các trạm biến áp sẽ cấp điện cho các phụ tải liền kề, gần nhau theo từng cụm hoặc khu vực nhất định

-Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấpđiện của phụ tải

4.2.3 Chọn máy biến áp, trạm biến áp.

- Lựa chọn máy biến áp:

Với trạm 1 máy: Sđm ≥ Stt

Với trạm 2 máy: Sđm ≥ 1,4Stt

Trong đó:

Sđm: công suất định mức trên nhãn của máy biến áp

Stt: công suất tính toán, nghĩa là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải

1,4: hệ số quá tải

Khi 1 máy có sự cố, máy còn lại phải tải toàn bộ công suất của phụ tải Lúc này có thể cho phép biến áp quá tải 40% trong thời gian 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ 5 ngày đêm chính là khoảng thời gian cần thiết để đưa máy có sự cố ra khỏi lưới điện, lắp đặt đưa máy dự phòng vào làm việc

SđmB ≥ 1,4Stt

4.2.4 Chọn cáp và dây dẫn

Các tiêu chuẩn chọn cáp ngầm ngoài trời:

-Khi đặt đường cáp ngầm dưới đất thì cáp phải đặt trong hào Phía dưới cáp phải có lớp đất mịn không lẫn sỏi đá, sỉ hoặc rác rưởi Suốt dọc cáp phải có bảo vệ tránh tác hại về cơhọc cho cáp: đối với cáp điện áp dưới 35kV trên mặt nền phủ một lớp gạch suốt tuyến cáp

- Khi các cáp đặt song song nhau thì khoảng cách theo chiều ngang giữa các cáp phải là: + 100mm: giữa các cáp điện áp 10kV trở xuống

+ 300mm: giữa các cáp điện áp trong khoảng từ 10kV đến 35kV

-Hệ thống cáp ngầm XLPE 0,4kV sợi đơn chọn trực tiếp trong đất, sâu 0,7m Tiết diện dây trung tính bằng dây pha Mương đất cáp sâu 0,7m rộng 0,4m Cáp băng qua đường chôn sâu 0,7m được bọc trong ống nhựa siêu bền HPE bố trí 3 pha (4 dây) đi trong 1 ống,được tiếp địa một đầu cọc bằng cọc thép mạ đồng đường kính 18mm

- Hệ thống đường dẫn điện phải được độc lập về cơ, điện đối với các hệ thống khác và đảm bảo dễ dàng thay thế, sửa chữa khi cần

- Chỗ nối đường hoặc rẽ nhánh dây dẫn, cáp điện phải đảm bảo đủ tiêu chuẩn dẫn điện như một dây dẫn cáp điện liên tục và không được chịu tác động của lực bên ngoài

- Đường dẫn điện phải thích hợp với điều kiện môi trường, tính chất sử dụng và đặc điểmkiến trúc công trình cũng như các yêu cầu về kĩ thuật an toàn và phòng cháy

4.3 Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị.

4.3.1 Chọn máy biến áp.

Khu A: Với các nhà liền kề và biệt thự, ta chia làm 3 khu:

+) Khu A.1: Khu nhà A4 số 1->21

+) Khu A.2: Khu nhà số A4 22->45

+) Khu A.3 Khu nhà số A4 46->59

Khu B: Với các nhà liền kề và biệt thự, ta chia làm 2 khu:

Ký hiệu Stt(kVA) Syc(kVA) Công suất

tính chọn MBA(kVA)

Chọn MBA(kVA)

TBA-45) + PT-01 + A4-

TBA-59) + A4-TH + A4-

CS +

mầm

non 1

NT01

hợp TBA-A4

A5

TBA-01

TBA-CC01

Stt(kVA) Syc(kVA) Công suất

tính chọn MBA(kVA)

Chọn MBA(kVA)

A5-17)

TT(1-B1

TBA-779

A5-TH +A5-

CS +A5-NT

B2

A5-352

4.3.2 Tính toán tổng thất công suất, tổn thất điện năng của trạm biến áp

a) Tính toán tổn thất công suất

-Tổn thất công suất của trạm biến áp 1 máy:

ΔS = ΔPo + ΔPN.(S đm Stt )2

-Tổn thất công suất của trạm biến áp 2 máy:

ΔS= 2.ΔPo + 12xΔPN (Sđm Stt )2

Trong đó: Po tổn hao không tải

PN tổn hao có tải

S: công suất tính toán của MBA

SđmB: công định mức của MBA

b) Tính toán tổn thất điện năng

-Tổn thất điện năng của trạm 1 máy:

S: công suất tính toán của MBA

SđmB: công định mức của MBA

Ta có bảng tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng

Khu A

STT Tên

trạm Syc(kVA) S sử dụng

để chọn MBA(kVA)

MBA sử dụng Tổn thất không

tải(của loại máy)(W)

Tổn thất

có tải(của loại máy)(W)

Tổn thất công suất(W)

Tổn thất điện năng(kWh)