TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CAO ỐC VĂN PHÒNG 67 NGUYỄN THỊ MINH KHAI SINH VIÊN VƯƠNG ĐÌNH HOÀNG MSSV 16023471 LỚP DHDI12A GVHD[.]
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
Hiện nay, đất nước ta đang trên đà xây dựng và đổi mới, trong đó ngành công nghiệp giữ vai trò vô cùng quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế Điện năng đã trở thành nguồn năng lượng không thể thiếu trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt Khi xây dựng khu công nghiệp mới, nhà máy mới hoặc khu dân cư mới, việc xây dựng hệ thống cung cấp điện đảm bảo đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt là yếu tố hàng đầu.
Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành công nghiệp Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ với nhiều dự án xây dựng chung cư và cao ốc mới Hệ thống cung cấp điện cho các công trình này đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu quả Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện phù hợp, an toàn và tiết kiệm năng lượng là yếu tố then chốt để đáp ứng nhu cầu phát triển đô thị Nhờ sự hỗ trợ từ thầy Nguyễn Ngọc Thiêm, tôi đã thực hiện dự án thiết kế hệ thống điện cho Cao ốc văn phòng 67 Nguyễn Thị Minh Khai, góp phần vào quá trình xây dựng các công trình hiện đại của đất nước.
Đặc điểm công trình
Vị trí : 67 Nguyễn Thị Minh Khai , Phường Bến Thành , Quận 1, TP Hồ Chí Minh
Số tầng của tòa nhà : 9 tầng, 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lửng
- Tầng hầm: Gara để xe, nhà kho
- Tầng trệt: Sảnh, hành lang, nhà vệ sinh, phòng kỹ thuật, văn phòng cho thuê, thang máy, thang bộ
- Tầng lửng: Hành lang, nhà vệ sinh, phòng kỹ thuật, văn phòng cho thuê, thang máy, thang bộ
- Tầng 1-7: Hành lang, nhà vệ sinh, phòng kỹ thuật, văn phòng cho thuê, thang máy, thang bộ
- Tầng 8: Gồm 4 căn hộ, thang máy, thang bộ
- Tầng 9: Kinh doanh cà phê, thang máy, thang bộ
- Tầng thượng: Phòng chứa bồn nước, phòng kỹ thuật thang máy.
Yêu cầu thiết kế
- Chống điện giật, chống hỏa hoạn do điện
- Đảm bảo điện được cung cấp liên tục, đáp ứng nhu cầu của phụ tải
- Đảm bảo các tiêu chuẩn trong điều kiện cho phép của dự án
Sự mâu thuẫn giữa kinh tế và kỹ thuật luôn là vấn đề đáng chú ý, vì các phương án đắc tiền thường đi kèm với ưu điểm về chất lượng và độ tin cậy cao Tuy nhiên, chúng cũng rất tốn kém và có thể không khả thi trong thực tế Do đó, khi thiết kế, cần cân đối hợp lý giữa yếu tố kinh tế và kỹ thuật để xác định phương án tối ưu, đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Khi thiết kế hệ thống, cần lưu ý đảm bảo tính đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành và sửa chữa để tối ưu hóa hiệu quả hoạt động Đồng thời, hệ thống phải đảm bảo tính khả thi và khả năng mở rộng để phù hợp với nhu cầu phát triển trong tương lai Điều này giúp giảm thiểu chi phí và thời gian bảo trì, nâng cao hiệu suất vận hành lâu dài của hệ thống.
Mục đích
Gần đây, nhu cầu thuê văn phòng tăng cao đã thúc đẩy nhiều nhà đầu tư đổ vốn vào thị trường này, đặc biệt là các dự án cao ốc văn phòng Văn phòng đại diện trong các cao ốc trở nên phổ biến, thu hút các công ty muốn mở rộng quy mô kinh doanh Đồng thời, xây dựng các cao ốc văn phòng cũng là giải pháp hiệu quả giúp các đô thị tăng hiệu quả sử dụng đất và thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.
Thiết kế cung cấp điện hiệu quả giúp chọn phương án cấp điện tối ưu cho công trình, đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và tối ưu hóa chi phí Việc lựa chọn phương án cấp điện phù hợp không chỉ nâng cao hiệu quả vận hành mà còn giảm thiểu các chi phí liên quan, mang lại sự cân đối giữa kỹ thuật và kinh tế Thiết kế cung cấp điện tốt giúp đảm bảo nguồn cấp ổn định, tin cậy và tối ưu hóa nguồn lực, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tối đa chi phí đầu tư.
Một số tiêu chuẩn
- TCVN 7447: 2005-2011: Hệ thống lắp đặt điện hạ thế
- QCVN 22:2016/BYT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vế chiếu sáng - mức cho phép chiếu sáng nơi làm việc
- TCVN 7114-1:2012 : Tiêu chuẩn Việt Nam về chiếu sáng nơi làm việc
- QCXDVN 05:2008/BXD: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về nhà ở và công trình công cộng- An toàn sinh mạng và sức khỏe
- TCVN 9385-2012 Chống sét cho công trình xây dựng – hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống
- TCN 68-174: 2006: Quy phạm chống sét và tiếp đất cho công trình
- QCVN 09:2013/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả
- TCVN 2622:1995 : Tiêu chuẩn Việt Nam về phòng cháy chống cháy cho nhà và công trình
- TCVN 7336:2003 : Tiêu chuẩn Việt Nam về phòng cháy chữa cháy, hệ thống sprinkler tự động
- TCVN 9206:2012 : Tiêu chuẩn Việt Nam về đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Phương pháp tính toán
Hiện nay có rất nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng được sử dụng Trong đó có 3 phương pháp được sử dụng chủ yếu:
- Phương pháp công suất riêng
- Phương pháp hệ số sử dụng.
Tính toán chiếu sáng
Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng:
-Thiết kế chiếu sáng cho phòng khối hình hộp có kích thước dài a(m), rộng b(m), cao H(m)
Chỉ số địa điểm: K = ab h tt (a+b)
H: Chiều cao phòng (m) hlv : Chiều cao bàn làm việc, thường chọn 0.7m - 1m h’: Khoảng cách từ bề mặt treo đèn đến trần (m) htt: Chiều cao đèn so với mặt phẳng làm việc (m)
Quang thông tổng: Φ tổng = U E tc S k MF
Etc : Độ rọi tiêu chuẩn bề mặt làm việc (lux)
S: Diện tích bề mặt làm việc (m 2 )
Uk: Hệ số sử dụng
MF: Hệ số dự trữ theo tiêu chuẩn CIE 2005 theo điều kiện môi trường
Số bộ đèn : N bộ đèn = Φ Φ tổng cácbóng/1bo
Tính toán chiếu sáng cho tầng 1
- Do cách bố trí của mặt bằng xây dựng nên khu vực văn phòng chia ra làm nhiều khu nhỏ
1- Kích thước : Chiều dài a = 11,35 (m) ; Chiều rộng b = 6,8 (m)
Chiều cao H = 3,4 (m) ; Diện tích S = 77,18 (m 2 ) 2- Hệ số phản xạ trần : 𝜌 𝑡𝑟 = 0,7
Hệ số phản xạ tường : 𝜌 𝑡𝑔 = 0,5
Hệ số phản xạ sàn: 𝜌 𝑠 = 0,2
3- Độ rọi yêu cầu: Etc = 300-500 (lx)
4- Hệ chiếu sáng: chung đều
5-Chọn khoảng màu nhiệt độ : Tm = 4000 ( o K) theo đồ thị đường cong Kruithof 6- Chọn bóng đèn: CR250B PSU W60L60 IP65 1xLED35S/840 OC
7- Phân bố các đèn: Cách trần h’=0 (m); bề mặt làm việc hlv: 0,8 (m)
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt = 2,6 (m)
10- Chỉ số địa điểm : K = h ab tt (a+b)= 1,635 11- Chỉ số địa điểm K1 = 1,5 , K2 = 2
2 - K 1 ( K - K 1 )= 0,868 14- Chọn hệ số MF =0,67 (sạch)
15- Quang thông tổng : Φ tổng = U E tc S k MF= 39769,06 (lm)
16- Số bộ đèn : N bộ đèn = Φ tổng Φ cácbóng/1bo = 11,363 Chọn số bộ đèn là 11
Vì yêu cầu về chiếu sáng và cách bố trí của các phần hoàn toàn tương tự nhau, các khu vực nhỏ trong văn phòng có đặc điểm đồng bộ về thiết kế và ánh sáng, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng không gian và đảm bảo sự thống nhất trong môi trường làm việc.
- Kích thước : Chiều dài a = 9,65 (m) ; Chiều rộng b = 8,55 (m)
- Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là 12
- Kích thước : Chiều dài a = 18,45 (m) ; Chiều rộng b = 11,7 (m)
- Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là 29
- Tổng số bộ đèn bố trí cho văn phòng là 52
2.4 Sử dụng phần mềm Dialux
- Kiểm tra lại bằng phần mềm Dialux:
+ Bản tính toán trên phần mềm Dialux :
Hình 2 1: Chiếu sáng văn phòng sử dụng phần mềm Dialux
-Tương tự sử dụng Dialux tính toán cho các tầng còn lại:
Bảng 2 1: Chiếu sáng cho tầng hầm
STT Thông số Gara để xe Kho
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 2 2
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều
Bảng 2 2: Chiếu sáng cho tầng trệt
STT Thông số Phòng kỹ thuật Phòng vệ sinh Văn phòng Hành lang
Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m)
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
CR250B PSU W60L60 IP65 1xLED35S/840 OC
Bảng 2 3: Chiếu sáng cho tầng lửng
STT Thông số Phòng kỹ thuật
Phòng vệ sinh Văn phòng Hành lang Thông tầng
Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m)
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
CR250B PSU W60L60 IP65 1xLED35S/840 OC
Bảng 2 4: Chiếu sáng cho tầng 1 (từ tầng 1-6 có thiết kế giống nhau)
STT Thông số Phòng kỹ thuật Phòng vệ sinh Văn phòng Hành lang
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 3,4 3,4 2,6 3,4
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
CR250B PSU W60L60 IP65 1xLED35S/840 OC
Bảng 2 5: Chiếu sáng cho tầng 7
STT Thông số Phòng kỹ thuật Phòng vệ sinh Văn phòng Hành lang
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 3,4 3,4 2,6 3,4
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
CR250B PSU W60L60 IP65 1xLED35S/840 OC
Bảng 2 6: Chiếu sáng cho các căn hộ A, B tầng 8
STT Thông số Phòng A1 Phòng A2 Phòng A3 Phòng B1 Phòng B2 Phòng B3
Chiều cao treo đèn so với mp làm việc
3 Hệ chiếu sáng Chung đều
Bảng 2 7:Chiếu sáng cho các căn hộ C,D tầng 8
STT Thông số Phòng C1 Phòng C2 Phòng C3 Phòng D1 Phòng D2
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
Bảng 2 8: Chiếu sáng cho tầng 9
STT Thông số Phòng kỹ thuật
Cafe trong nhà Hành lang Kho- Bếp
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều Chung đều
Bảng 2 9: Chiếu sáng cho tầng thượng
STT Thông số Phòng kỹ thuật thang máy
2 Chiều cao treo đèn so với mp làm việc (m) 2,3 3,1
3 Hệ chiếu sáng Chung đều Chung đều
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
Tính toán phụ tải thang máy
3.8.1 Thông số của thang máy
- Kích thước cabin của thang máy 1 và 2 : 1500mm (rộng) x 1350mm (sâu)
- Diện tích sàn cabin thang máy 1 và 2 : 1,5 x 1,35 = 2 (m 2 )
- Kích thước cabin của thang máy 3 : 1800mm (rộng) x 1350mm (sâu)
- Diện tích sàn cabin thang máy 3 : 1,8 x 1,35 = 2,4 (m 2 )
- Tải trọng của thang máy dựa vào bảng :
Bảng 3 20: Bảng tra tải trọng thang máy theo diện tích sàn cabin
Tải trọng (kg) Diện tích sàn cabin
(m 2 ) Tải trọng (kg) Diện tích sàn cabin
- Tải trọng của thang máy 1 và 2 là 800kg
- Tải trọng của thang máy 3 là 1000kg
3.8.2 Công suất tính toán phụ tải thang máy
Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có đối trọng là:
Trong đó: mt = mbt + mkhách
mbt: Khối lượng buồng thang
mkhách: Khối lượng hành khách trên thang máy
Trong đó: mdt = mbt + 𝛼.mkhách , (kg)
Trong thời gian cao điểm, phần lớn các thang máy hoạt động với tải trọng đầy, còn trong thời gian còn lại thì vận hành với công suất thấp hơn Do đó, khi thiết kế hệ thống thang máy chở khách, nên chọn hệ số tải an toàn (𝛼) trong khoảng 0,35-0,4 để đảm bảo an toàn và tối ưu hóa hiệu suất vận hành.
Tính toán cho thang máy 1:
Công suất phụ tải : Ptải1 = mt1.g V
= 1600 x 9,8 x 1 = 15,68 (kW) Tương tự cho 2 thang máy còn lại :
Bảng 3 21:Bảng công suất phụ tải thang máy
Tính toán quạt thông gió
3.5.1 Mục đích của việc lắp đặt thông gió
Thải các chất độc hại trong phòng ra bên ngoài Trong các không gian sinh hoạt chất độc hại phổ biến nhất là CO2
Thải nhiệt thừa và ẩm thừa ra bên ngoài
Cung cấp lượng ôxi cần thiết cho sinh hoạt của con người
Trong một số trường hợp đặc biệt mục đích thông gió hút mùi là để khắc phục các sự cố như lan toả chất độc hại hoặc hoả hoạn
- Dựa vào mục tư vấn sử dụng trên trang https://www.mitsubishi-electric.vn/ ta thực hiện việc chọn quạt hút:
- Tra cứu mức độ thay đổi không khí cần thiết mỗi giờ (lần/giờ) theo bảng sau:
Bảng 3 22: Mức độ thay đổi không khí Địa điểm Nhà ở Khu văn phòng
Không khí thay đổi mỗi giờ 15 10 6 4 6 10 10
- Tính toán lượng không khí cần thiết:
Lượng không khí cần thiết (m 3 /h) = mức độ thay đổi không khí cần thiết mỗi giờ (lần/h) × thể tích phòng (m 3 )
Bảng 3 23: Lưu lượng cần thiết
Tầng Tên phòng Thể tích
Mức độ thay đổi không khí (lần/h)
Như vậy phải lựa chọn quạt thông gió cho văn phòng tầng 1 với lưu lượng cần thiết là 7759,8 (m 3 /h)
Ta lựa chọn quạt hút Tico có thông số:
Bảng 3 24: Thông số quạt hút
Công suất (W) 38 Đường kính ống (mm) 140
Với lưu lượng là 7759,8 m 3 /h, ta cần lắp 6 chiếc quạt TC- 30AV4
Tương tự cho các khu vực khác:
Bảng 3 25: Lưu lượng cần thiết và lưu lượng quạt
Lưu lượng không khí cần (m 3 /h)
Lưu lượng không khí của quạt (m 3 /h)
Tầng hầm Gara để xe 5543,73 1440 TC-30AV6 4 152
Tầng trệt Văn Phòng 3110,94 1440 TC- 30AV4 3 114
Tầng lửng Văn Phòng 2579,76 1440 TC- 30AV4 2 76
Tầng 1 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 2 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 3 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 4 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 5 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 6 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 7 Văn Phòng 7759,8 1440 TC- 30AV4 6 228
Tầng 9 P.Vệ sinh 604,69 1080 TC-25AV4 1 34
Tính toán ổ cắm điện
- Tầng 1: Văn phòng có diện tích 380,37m 2
Sử dụng ổ cắm 3 chấu 16A/250V Kdt = 1 và Ksd = 0,1
P tt = UIcosφ x K dt x K sd = 220 x 16 x 0,8 x 1 x 0,1 = 281,6 W Văn phòng tầng 1 sử dụng 20 ổ cắm đôi 3 chấu 16A/250V :
P 1 = P ổ cắm x 20 = 5632 W Tương tự cho các phòng còn lại:
Bảng 3 26: Công suất ổ cắm cho các phòng
Tầng Tên phòng Số lượng Công suất tính toán
Tầng thượng P Kỹ thuật 2 563,2
Bảng thống kê phụ tải
Bảng 3 27: Thống kê phụ tải tại tủ phân phối chính
Tủ điện tầng hầm: DBH 1 0,732 0,536 0,536
Tủ điện tầng trệt: DBT 1 1,144 3,093 2,539
Tủ điện tầng lửng: DBL 1 1,382 3,093 2,539
Tủ điện tầng 1: DB1 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 2: DB2 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 3: DB3 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 4: DB4 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 5: DB5 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 6: DB6 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 7: DB7 1 4,835 5,825 7,159
Tủ điện tầng 8: DB8 1 9,698 5,128 5,112
Tủ điện tầng 9: DB9 1 2,272 3,071 2,445
Tủ điện tầng thượng: DBST 1 1,087 0,424 0,144
Tủ điện thang máy:DBTM 1 14,948 14,948 14,948
Tủ điện dàn lạnh: DBDL 1 18,86 6,76 5,68
Tủ điện dàn nóng: DBDN 1 89,981 89,981 89,981
Tủ điện máy bơm: DBPUMP 1 39,533 39,533 39,533
Tổng công suất 3 pha đặt 634,4
Tổng công suất 3 pha tính toán 571
Bảng 3 28: Bảng thống kê tính toán phụ tải tầng hầm
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA) 0,731 0,536 0,536 TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA) 1,8045
Bảng 3 29: Thống kê phụ tải khu vực 1 tầng trệt
Tên thiết bị Tải định mức (W)
Pha A Đầu vào 380 Đầu ra
DBT.1/S1 Ổ cắm phòng ky thuat 2816 2 5632 220 0,1 0,8 3,20 704,00
DBT.1/L1 Chiếu sáng hành lang 6 17 102 220 1 0,9 0,52 113,33
DBT.1/L3 Chiếu sáng phòng ky thuat 6 2 12 220 1 0,9 0,06 13,33
DBT.1/DP Du Phong ki thuat 200 1 400 220 0,8 0,8 2,20 484,19
Bảng 3 30: Thống kê phụ tải khu vực 2 tầng trệt
Tên thiết bị Tải định mức (W)
Pha B Đầu vào 380 Đầu ra
DBT.2L1 Chiếu sáng văn phòng 40 12 480 220 1 0,9 2,42 509,33
DBT.2/F Thông gió văn phòng 35 2 70 220 0,75 0,8 0,30 65,63
DBT.2/DP Dự phòng nb 320 1 320 220 0,8 0,8 1,84 404,27
Bảng 3 31: Thống kê phụ tải khu vực 3 tầng trệt
Bảng 3 32: Thống kê tủ tầng trệt
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA) 1,14 3,09 2,54
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA) 6,78
Tên thiết bị Tải định mức (W)
Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
DBT.3/L1 Chiếu sáng văn phòng 40 9 360 220 1 0,9 1,82 400
DBT.3/F Thông gió văn phòng 35 1 35 220 0,75 0,8 0,15 32,81
DBT.3/DP Dự phòng nb 470 1 470 220 0,8 0,8 2,68 590,06
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 33:Thống kê tủ tầng lửng
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA) 1,38 3,09 2,54
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA) 7,01
DÒNG TÍNH TOÁN (A) 6,28 14,06 11,54 Bảng 3 34: Thống kê tủ tầng 1
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 35: Thống kê tủ tầng 2
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
DÒNG TÍNH TOÁN (A): 21,98 26,48 32,54 Bảng 3 36: Thống kê tủ tầng 3
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 37:Thống kê tủ tầng 4
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
DÒNG TÍNH TOÁN (A): 21,98 26,48 32,54 Bảng 3 38: Thống kê tủ tầng 5
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 39: Thống kê tủ tầng 6
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
DÒNG TÍNH TOÁN (A): 21,98 26,48 32,54 Bảng 3 40: Thống kê tủ tầng 7
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 4,84 5,83 7,16
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 17,82
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 41:Thống kê tủ tầng 8
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 9,70 5,13 5,11
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 19,94
DÒNG TÍNH TOÁN (A): 44,08 23,31 23,24 Bảng 3 42: Thống kê tủ tầng 9
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 2,27 3,07 2,44
TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 7,79
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Công suất (W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 43: Thống kê tủ tầng thượng
DB.ST/S1 Ổ cắm phòng kĩ thuật
DB.ST/S2 Ổ cắm phòng kĩ thuật
Chiếu sáng phòng kĩ thuật
Chiếu sáng phòng kĩ thuật
DB.ST/DP Dự phòng kĩ thuật 620 1 620 220 0,8 0,8 3,53 775,8
Chiếu sáng phòng bơm nước
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 1,09 0,42 0,14 TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 1,66 DÒNG TÍNH TOÁN (A): 4,94 1,93 0,65
Bảng 3 44: Thống kê tủ thang máy
Bảng 3 45: Thống kê tủ dàn lạnh
TẢI TÍNH TOÁN (kVA): 18,86 6,76 5,68 DÒNG TÍNH TOÁN (A): 28,65 10,27 8,63
Tải (VA) Tải định mức (W)
(W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
TẢI TÍNH TOÁN 1 PHA (kVA): 14,95 14,95 14,95 TẢI TÍNH TOÁN 3 PHA (kVA): 44,84
Tải (VA) Tải định mức (W)
(W) Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
Bảng 3 46: Thống kê tủ dàn nóng
TẢI TÍNH TOÁN (kVA): 89,98 89,98 89,98 DÒNG TÍNH TOÁN (A): 136,71 136,71 136,71
Pha A Pha B Pha C Đầu vào 380 Đầu ra
CHỌN LỰA THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN
Chọn máy biến áp
4.1.1 Phân loại máy biến áp
Có nhiều cách để phân loại máy biến áp :
Theo cấu tạo: Máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha
Theo chức năng: Máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng thế
Theo cách thức cách điện: Máy biến áp lõi dầu, máy biến áp lõi không khí,…
Theo nhiệm vụ: Máy biến áp điện lực, máy biến áp cho dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung, …
Theo công suất hay hiệu điện thế
4.1.2 Chọn công suất máy biến áp
Công suất của máy biến áp được xác định theo điều kiện:
𝑆 𝑀𝐵𝐴 : là công suất định mức của máy biến áp (kVA)
𝑆 𝑡𝑡 : là công suất tính toán của cao ốc văn phòng (kVA)
Ta có 𝑆 𝑡𝑡 = 571 (kVA) Ta chọn một máy biến áp THIBIDI 3 pha 630kVA có thông số:
Điện áp ngắn mạch : UN = 4÷6 %
Tổn hao ngắn mạch ở 75 0 C : ∆Pn = 5570 W
Tổn hao không tải : ∆Po = 787 W
4.1.3 Chọn nguồn dự phòng Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, ta chọn máy phát dự phòng Trong trường hợp mất điện máy phát này sẽ vận hành để cung cấp điện cho các phụ tải
Tính toán các tải ưu tiên: Ưu tiên cấp điện cho văn phòng, các hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống thang máy
Công suất tính toán máy phát:
Ta chọn máy phát điện Cummins 450kVA 3 pha chạy dầu diesel
Lựa chọn dây và chọn cb
Chọn dây pha Điều kiện thỏa mãn chọn dây dẫn và dây cáp:
I B : Dòng làm việc lớn nhất
I Z : Dòng cho phép qua dây dẫn
Với các mạch không chôn dưới đất, ta có hệ số K là:
Hệ số K 1 : Thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt
Hệ số K 2 : Thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của 2 mạch kề nhau
Hệ số K 3 : Thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với các dạng cách điện
Với mạch chôn trong đất, ta có hệ số K là:
Hệ số K 4 : Thể hiện cách lắp đặt
Hệ số K 5 : Thể hiện số dây đặt kề nhau
Hệ số K 6 : Thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp
Hệ số K 7 : Thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất
Chọn tiết diện dây PE:
Kích cỡ dây PE xác định đơn giản theo phương pháp sau:
Nếu Sph ≤ 16 mm 2 => SPE = Sph
Nếu 16 < Sph ≤ 35 mm 2 => SPE = 16 mm 2
Nếu Sph> 35 mm 2 => SPE = Sph/2
Việc lựa chọn tiết diện dây trung tính còn phụ thuộc vào yếu tố mang tải, tỉ lệ sóng hài
Nếu Sph ≤ 16 mm 2 => SN = Sph
Nếu Sph>16 mm 2 => SN = Sph/2
4.2.2 Phương pháp chọn CB bảo vệ
Tiêu chuẩn khi chọn CB:
I B : Dòng làm việc lớn nhất
I CB : Dòng định mức của CB
I z ′: Dòng cho phép lớn nhất qua dây dẫn
I CU : Khả năng cắt định mức dòng ngắn mạch của CB
4.2.3 Chọn dây dẫn và CB từ máy biến áp đến TPPC
Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối chính (Tủ chính)
Từ tủ phân phối nhà máy đến máy biến áp yêu cầu lắp đặt như sau:
Chọn phương pháp lắp đặt: D (cáp 1 lõi đặt trong ống chôn ngầm trong đất) nên K4= 0,8
Chọn loại cáp: cáp 1 lõi, mạch 3 pha
Chọn loại vỏ bọc cách điện : PVC, bảo vệ PVC
Chọn chất liệu dây dẩn : CU
Số mạch đi chung là 1 nên K5 = 1
Tính chất của đất: khô nên K6 = 1
Chọn nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt : 25 0 C nên K7 = 0,95
Dòng điện tính toán của máy biến áp :
Dòng điện cho phép qua dây dẫn
K 4 × K 5 × K 6 × K 7 =0,8 × 1 × 1 × 0,95 909,33 = 1196,48 (A) Chọn dây pha: Chọn 1 pha 2 dây có S = 2x300 mm 2 => dòng chịu tải: 𝐼 𝑧 ′ = 610A Chọn tiết diện dây trung tính Sn= Sp/2= 150 mm 2
Để chọn tiết diện dây PE phù hợp, ta dựa trên công thức SPE = 150 mm² Để lựa chọn cầu dao bảo vệ cho máy biến áp, ta xác định dòng điện dựa trên tiêu chuẩn: 𝐼 𝐵 ≤ 𝐼 𝐶𝐵 ≤ 𝐼 𝑧 ′, với 𝐼 𝐵 là 909,33A và 𝐼 𝑧 ′ là 1220A Do đó, ta chọn máy cắt ACB AE1000-SW 4P có khả năng cắt 1000A và cường độ lở rồng 65kA của thương hiệu Mitsubishi.
4.2.4 Chọn dây dẫn và CB từ TPPC đến tủ điện các tầng
Bảng 4 1: Chọn dây dẫn từ TPPC đến các tủ tầng
Tầng I B (A) L (m) Tiết diện CB
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 50 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 25mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 10mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 10mm 2 Cu/PVC(N)+
3×(1×1C 16 mm 2 Cu/PVC(L))+ 1×1C 16mm 2 Cu/PVC(N)+
4.2.4 Chọn dây dẫn từ tủ các tầng đến tủ khu vực
Bảng 4 2: Chọn dây dẫn cho tủ tầng trệt
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
Bảng 4 3: Chọn dây dẫn cho tủ tầng lửng
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
Bảng 4 4: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 1
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 5: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 2
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 6: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 3
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 7: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 4
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 8: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 5
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 9: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 6
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 10mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 40 60
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 10: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 7
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 10 34
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 11: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 8
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
1×1C 6mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 32 43
Bảng 4 12: Chọn dây dẫn cho tủ tầng 9
Tầng Tên thiết bị IB Tiết diện dây CB
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
1×1C 4mm 2 Cu/PVC(PE) EZ9F34206 16 34
Tính toán ngắn mạch và kiểm tra dòng cắt của CB
- Dòng ngắn mạch một pha: I 1 N
Ud: Điện áp pha với pha thứ cấp mạch hở của máy biến áp
Up: Điện áp pha với trung hòa thứ cấp mạch hở của máy biến áp
Zt: Tổng trở trên mổi pha của hệ thống từ vị trí sự cố trở về nguồn.
Rt: Điện trở tổng của mỗi pha
Xt: Điện kháng tổng của mỗi pha
4.3.2.2 Tính dòng ngắn mạch 3 pha
Phương pháp tính toán và kiểm tra ngắn mạch
+ Điện trở dây dẫn : Rdd = ro L + Điện kháng dây dẫn : Xdd = xo L
+ Tổng trở dây dẫn : Zdd = √𝑅 𝑑𝑑 2 + 𝑋 𝑑𝑑 2
4.3.3 Tính toán ngắn mạch tại đầu máy biến áp
- Dựa vào tiêu chuẩn quốc tế IEC (bảng G34/G25 sách hướng dẫn thiết kế lặp đặt IEC) ta chọn Psc = 500 MVA
√3 x 10,5 = 21.99(kA) Thỏa điều kiện với dòng ngắn mạch của ACB đã chọn
4.3.4 Tính toán ngắn mạch cho các tủ
- Tính toán ngắn mạch từ máy biến áp đến tủ phân phối chính
√3 ×15,87 = 13,83(kA) Thỏa điều kiện với dòng ngắn mạch của MCCB đã chọn
Tương tự cho các tủ ta có bảng sau:
Bảng 4 13: Chọn CB và tính ngắn mạch cho các tủ tầng Đi từ Đến L(m) Z(𝑚) 𝐼 𝑁 (3) I cu (kA) Kiểm tra
4.3.5 Chọn CB bảo vệ và tính toán ngắn mạch cho các tủ phòng
Bảng 4 14: Chọn CB và tính ngắn mạch cho các tủ khu vực các tầng Đi từ Đến L(m) Z(𝑚) 𝐼 𝑁 (3) I cu (kA) Kiểm tra
Tính toán sụt áp và kiểm tra tổn thất
4.4.1 Phương pháp tính toán sụt áp
Công thức tính toán kiểm tra độ sụt áp:
1 pha : pha /pha ∆U=2IB.(Rcosϕ + Xsinϕ).L 100 n
1pha : pha/trung tính ∆U=2IB.(Rcosϕ + Xsinϕ) L 100 n
3 pha cân bằng : 3 pha (có hoặc không dây trung tính) ∆U= 3 IB.(Rcosϕ + Xsinϕ).L 100 n
IB (A): Dòng làm việc lớn nhất
R được bỏ qua khi tiết diện lớn hơn 500mm 2 , còn lại tính như sau:
X (Ω): Điện kháng của dây (X được bỏ qua cho dây khi có tiết diện nhỏ hơn 50mm 2 Nếu không có thông tin nào khác sẽ cho X= 0,08 Ω/km)
4.4.2 Tính toán sụt áp từ máy biến áp đến TPPC
Tính toán sụt áp từ máy biến áp đến tủ phân phối chính
Dòng điện làm việc lớn nhất của tải I B = 909,33 A
Trở kháng của dây dẫn:
R = 22,5 2×240 = 0,0468 () Cảm kháng của dây dẫn:
2 = 0,04() Sụt áp ở chế độ bình thường:
Dòng làm việc lớn nhất I B = 909,33A
Sụt áp 3 pha tại TPPC:
Giá trị này nhỏ hơn 5%, thỏa mãn yêu cầu về sụt áp
Vậy với tiết diện dây vừa chọn thỏa mãn yêu cầu về độ sụt áp tại TPPC
4.4.3 Tính toán sụt áp từ TPPC đến tủ điện các tầng
Bảng 4 15: Tính toán sụt áp từ TPPC đến tủ tầng
Tầng I B (A) L (m) Sụt áp (V) Sụt áp(%) Kiểm tra
BÙ CÔNG SUẤT VÀ TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT
Bù công suất phản kháng
5.1.1 Mục đích của việc bù công suất phản kháng
Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện
Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện
Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp
Tiết kiệm chi phí tiền điện
5.1.2 Phương pháp bù công suất phản kháng
Bù ngang theo hệ số công suất
Q b = P tt × (tgφ 1 - tgφ 2 ) Trong đó:
𝑃 𝑡𝑡 công suất tính toán tải
tgφ1 tương ứng với hệ số cosφ1 trước khi bù
tgφ2 tương ứng với hệ số cosφ2 sau khi bù (hệ số 𝑐𝑜𝑠𝜑 mong muốn, quy định Điện lực cosφ = 0,95, tức tanφ = 0,484)
Sử dụng phương pháp bù tại máy biến áp của IEC
Ta có cosφtb = 0,81, ta cần nâng cao hệ số cosφ = 0,95
Để bù đủ công suất phản kháng cho tải, ta tính công suất phản kháng cần bù bằng công thức Qb = Ptt × (tgφ1 - tgφ2), kết quả là 222,69 kVAr Để đạt hiệu quả cần thiết, cần lắp đặt 6 tụ bù 40 kVAr, tổng công suất phản kháng là 6 × 40 kVAr Hệ thống này sẽ sử dụng bộ điều khiển 6 cấp để đảm bảo điều chỉnh phù hợp trong quá trình vận hành Chọn tụ bù Mikro phù hợp dựa trên các thông số kỹ thuật đã đề ra để đảm bảo hiệu quả tối ưu trong việc bù công suất phản kháng.
Mã sản phẩm: MMB-44540KT
Điện áp làm việc định mức: 440V
Công suất phản kháng định mức: 40kVAr
Hệ số công suất sau bù là: tanφ 2 ' = tanφ 1 - Q bù '
Công suất tính toán sau bù:
Tính toán chống sét
5.2.1 Cơ sở lập thiết kế
Căn cứ vào số liệu thiết kế sơ bộ công trình
Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất công trình
Căn cứ vào các tiêu chuẩn chống sét hiện hành như sau:
- TCXDVN 46: 2007 tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam
- TCVN 4756-86 tiêu chuẩn nối đất an toàn điện hiện hành của Việt Nam
- Tiêu chuẩn chống sét Australia&Newzeland AS 1768-1991và NZS/AS 1768-
- Tiêu chuẩn chống sét USA NFPA780 A,S-N,F ProtectionAssociation 1972
Tiêu chuẩn NFC17-102-1995 của Pháp về hệ thống chống sét cho các công trình xây dựng và khu đất rộng nhấn mạnh việc ứng dụng công nghệ thu sét chủ động phát xạ sớm để bảo vệ tối ưu Tiêu chuẩn này hướng tới việc đảm bảo an toàn tuyệt đối cho các công trình trước tác động của sét, đồng thời khuyến khích sử dụng các giải pháp hiện đại như hệ thống thu sét phát xạ sớm để phát hiện và xả điện sét hiệu quả Việc tuân thủ tiêu chuẩn này giúp nâng cao khả năng chống sét và giảm thiểu thiệt hại do sét gây ra, đồng thời nâng cao mức độ an toàn cho cộng đồng và môi trường xung quanh.
- UNE 21186 tiêu chuẩn chống sét an toàn quốc gia Tây Ban Nha (tham khảo)
5.2.2.1 Giới thiệu kim thu sét Stormaster
Kim thu sét Stormaster ESE của LPI là hệ thống chống sét trực tiếp an toàn và hiệu quả, giúp bảo vệ các thiết bị của bạn khỏi tác động của sét Hệ thống này thu năng lượng sét tại một điểm thích hợp và truyền xuống đất qua cáp thoát sét, đảm bảo năng lượng sét được giải phóng an toàn mà không gây nguy hiểm cho con người và thiết bị Ưu điểm nổi bật của kim Stormaster bao gồm khả năng chống sét hiệu quả, đảm bảo an toàn tối đa cho công trình và thiết bị điện tử, cũng như dễ lắp đặt và bảo trì.
- Dễ dàng lắp đặt và không yêu cầu công tác bảo dưỡng đặc biệt
- Kim thu sét Stormaster đã được thử nghiệm đầy đủ và đạt tiêu chuẩn NFC 17-
102 (French National Standard) của Pháp
5.2.2.2 Bảng bán kính bảo vệ của Stormaster
BÁN KÍNH BẢO VỆ (M)-(RP) H=độ cao của kim stormaster trên vùng được bảo vệ (m) 2 4 5 6 10 15 20 45 60
Cấp 2- Cấp bảo vệ cao
Bảng 5 1: Bán kính bảo vệ của Stormaster
5.2.2.3 Công thức tính bán kính bảo vệ kim Stormaster
Bán kính bảo vệ (Rp) của kim thu sét phóng điện sớm Stormaster được tính theo công thức áp dụng tiêu chuẩn của Pháp NF C17-102 (tháng 07/1995)
R p = √ h (2D-h) + ΔT (2D+ΔT) ≥ 5m Những thống số quan trọng ảnh hưởng đến Rp
h = độ cao (m) kim thu sét Stormaster trên phạm vi bảo vệ
D (m) phụ thuộc vào mức độ chọn bảo vệ, mức độ bảo vệ được tính theo tiêu chuẩn NFC17-102
D= 20m cho mức bảo vệ 1 (cấp bảo vệ cao nhất)
D= 45m cho mức bảo vệ 2 (cấp bảo vệ cao)
D= 60m cho mức bảo vệ 3 (cấp bảo vệ tiêu chuẩn)
Chọn đầu thu ESE cho tòa nhà
Chọn cấp bảo vệ cho tòa nhà: cấp 3 nên D= 60m
Bán kính cần bảo vệ:
Với: a là chiều dài công trình b là chiều rộng công trình
Chọn kim thu sét phát tia tiên đạo sớm Strormaster ESE 30 có:
Độ lợi về thời gian: T= 30μs
Vận tốc tia tiên đạo: v= 1m/μs
Quãng đường của tia tiên đạo:
R P = √5×(2×60-5)+30×(2×60+30) = 71(m) Với số liệu tính toán và tra bảng thì RP= 71m > 17.44 m
Nhận thấy vùng bảo vệ bao trùm toàn bộ tòa nhà nên việc chọn kim như trên là phù hợp
Chọn dây dẫn dòng sét từ đầu ESE xuống hệ thống nối đất chống sét là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn công trình Để tránh dây dẫn sét bị phá hủy khi có dòng điện sét đi qua, tiết diện của dây không được nhỏ hơn 50 mm² Vì vậy, nên sử dụng dây dẫn có tiết diện là 70 mm² để đảm bảo khả năng chịu tải và độ bền của hệ thống chống sét.
5.2.3 Tính toán nối đất chống sét
Nối đất chống sét giúp tản dòng điện vào đất, giữ cho điện thế giữa các phần tử được nối đất không quá cao, từ đó hạn chế phóng điện ngược gây hư hỏng các bộ phận mang điện và thiết bị điện tử Hệ thống nối đất này bao gồm nối đất cột thu sét, dây chống sét, các thiết bị chống sét và nối đất các kết cấu kim loại có khả năng bị sét đánh để đảm bảo an toàn và chống sét hiệu quả.
Các thông số ban đầu:
- Điện trở nối đất yêu cầu:
- Điện trở suất của đất: ρ = 20-100 (Ωm) Giả sử tại thời điểm đo ρ= 50(Ωm)
- Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu
Bảng 5 2: Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu
Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu đất Hệ số mùa
K m (đất khô) Nối đất chống sét Cọc thẳng đứng 0.8 1.15
Cọc tiếp đất được làm bằng thép mạ đồng với đường kính 20mm, chiều dài 3m và độ chôn sâu 0,8m để đảm bảo khả năng gây đất tốt Khoảng cách giữa hai cọc gần nhau là 6m, giúp tối ưu hiệu quả tiếp đất của hệ thống Dây nối các cọc tiếp đất là dây đồng trần có tiết diện 70mm², đảm bảo dẫn điện tốt và phản ứng nhanh trong các tình huống kỹ thuật.
- Tính toán nối đất chống sét Điện trở tản xoay chiều của một cọc:
l: chiều dài cọc tiếp đất (m), l = 3 m
d: đường kính cọc tiếp đất (m), d = 20 mm = 0,02m
t: độ chôn sâu của cọc tính từ giữa cọc (m) h tb = h + l
4 x 2,3 - 3 ) = 21,18Ω Điện trở tản xung kích của một cọc nối đất:
αxk: hệ số xung kích của cọc
Rcọc: điện trở tản xoay chiều của một cọc
Rxk: điện trở xung kích của cọc
Giả sử dòng sét Is = 20 kA => αxk= 0,7 (TCVN 10304:2014)
Hệ nối đất gồm n cọc giống nhau, trong đó điện trở của dây nối giữa các cọc được bỏ qua, và các cọc được ghép song song với khoảng cách đều nhau là L Điện trở xung kích của tổ hợp được tính toán dựa trên cấu trúc song song của các cọc, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống nối đất Việc xác định chính xác điện trở xung kích giúp tối ưu hóa khả năng chống sét, bảo vệ thiết bị điện tử và nâng cao độ bền của hệ thống nối đất Áp dụng các công thức tính toán phù hợp, hệ nối đất này đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về độ an toàn và hiệu suất trong các ứng dụng thực tế.
Rxk: điện trở xung kích của cọc
ηxk: hệ số xung kích của tổ hợp Ước lượng sơ bộ số cọc cần:
10 = 1,48 Giả sử hệ thống nối đất có 2 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể
Ta có các thông số sau: n = 2, Rxk = 14,82 Ω
3= 2 Hệ số sử dụng xung kích cọc ηxk = 0,8 Điện trở nối đất
2 x 0,8= 9,26 < 10 Ω (đạt) Vậy số cọc cần sử dụng là 2 cọc
5.2.4 Tính toán hệ thống nối đất bảo vệ Đặc điểm mạng điện R d (Ω)
Nối đất chung cho cả 2 mạng cao áp và hạ áp 𝑅 𝑑 = 250
𝐼 𝑑 Trạm biến áp tiêu thụ có S ≥ 100kVA ≤ 4
Trạm biến áp tiêu thụ có S < 100kVA ≤ 10 Điện trở nối đất nhân tạo
Tận dụng được điện trở nối đất tự nhiên Rtn mang lại lợi ích lớn cho hệ thống nối đất Khi đó, hệ thống nối đất nhân tạo chỉ cần xây dựng với điện trở Rnt phù hợp, giúp tối ưu hóa hiệu quả bảo vệ hệ thống và giảm thiểu rủi ro về an toàn điện Việc sử dụng điện trở tự nhiên Rtn góp phần giảm chi phí lắp đặt và duy trì hệ thống nối đất, đồng thời nâng cao độ tin cậy và khả năng chống sét của công trình.
R tn - R d Điện trở nối đất của cọc chôn sâu trong đất:
4h tb -l ) Xác định số lượng cọc n cọc = R cọc
5.2.5 Áp dụng tính toán nối đất cho tòa nhà
Dựa vào các tiêu chuẩn lựa chọn sơ đồ phù hợp, chúng tôi xác định sơ đồ nối đất TN-S là phù hợp dựa trên yêu cầu kỹ thuật, tính liên tục cung cấp điện, điều kiện vận hành, kiểu mạng và phụ tải Sơ đồ TN-S đảm bảo an toàn và ổn định trong hệ thống điện, đáp ứng tiêu chuẩn về ổn định và khả năng vận hành liên tục Việc lựa chọn sơ đồ này giúp nâng cao độ tin cậy và an toàn cho hệ thống điện, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
Chọn cọc nối đất bằng thép bọc đồng dài 2,5m, đường kính d = 20mm, đóng sâu cách mặt đất 1 mét
Chiều sâu trung bình của cọc: h tb = h + l
2 = 2.25 Điện trở nối đất của cọc chôn sâu trong đất:
4×2.25 - 2.5 )$ (Ω) Chọn số lượng cọc: n cọc =R cọc
4 = 6 Chọn 6 cọc nối đất, số cọc này được đóng phía sau tòa nhà theo chu vi: 96 m Khoảng cách trung bình giữa các cọc là ltb = L/n = 96/6 = 16 (m)
Các cọc liên kết với nhau bằng băng đồng trần 25x3mm, được đặt trong các rãnh sâu 0,5m và dài 10m để đảm bảo kết nối chắc chắn Việc liên kết giữa cọc đồng, băng đồng và cáp đồng được thực hiện bằng bộ kẹp đặc chủng kết nối đất, tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 4756-86 về an toàn nối đất của Việt Nam Điện trở nối đất của hệ thống không vượt quá 4Ω, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc chống sét và bảo vệ hệ thống điện.
Hoá chất GEM giúp giảm điện trở suất đất, nâng cao khả năng liên kết giữa phần kim loại và đất, đồng thời ổn định đất theo mùa Sản phẩm này được phun tại các điện cực tiếp đất và dọc theo băng đồng tiếp đất, góp phần cải thiện hệ thống tiếp đất hiệu quả và an toàn hơn.