(Đồ án) đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà c1 vinhome new center hà tĩnh

Nội dung bao gồm: Chương 1: Tổng quan về tòa nhà Chương 2: Tính toán chiếu sáng Chương 3: Tính toán phụ tải điện Chương 5: Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ Chương 6: Bù công suất phản

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa

Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện

Giảng viên hướng dẫn:

HÀ NỘI, 12 / 2022

Giáo viên hướng dẫn

Ký và ghi rõ họ tên

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè

Cung cấp điện là một ngành rất quan trọng trong xã hội hiện đại, 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 cung cấp điện là một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện và mỗi sinh viên đã và đang học tập Cùng với sự phát triển ngành cung cấp điện là

sự phát triển các phần mềm tính toán cho hệ thống điện (Dialux, Ecodial, Gem calculator,…)

Để cũng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể Chúng em đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình: “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà” Nội dung bao gồm:

Chương 1: Tổng quan về tòa nhà

Chương 2: Tính toán chiếu sáng

Chương 3: Tính toán phụ tải điện

Chương 5: Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ

Chương 6: Bù công suất phản kháng

Chương 7: Hệ thống nối đất và chống sét

Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Việt Tiến, đến nay về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án Do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn Đồng thời giúp chúng em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Việt Tiến và tất cả thầy cô giáo đã giúp em hoàn thành đồ án này

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ TÒA NHÀ VÀ HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ TÒA NHÀ VÀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 1

Giới thiệu về tòa nhà 1

Quy mô dự án 1

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH 4

Giới thiệu về cung cấp điện 4

Đặc điểm của các hộ tiêu thụ điện 5

Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện 5

1.3 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 6

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 8

2.1 TỔNG QUAN VỀ CHIẾU SÁNG 8

Khái niệm về ánh sáng 8

Các đại lượng đo ánh sáng 8

Yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng 10

Các dạng chiếu sáng 10

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHIẾU SÁNG 11

Phương pháp tính gần đúng 11

Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng 12

2.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO TÒA NHÀ 13

Tính toán chiếu sáng trong các căn hộ ở tầng 2 13

Tính toán chiếu sáng cho hành lang và cầu thang 15

Tính toán chiếu sáng cho tầng hầm và tầng TMDV 16

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TÒA NHÀ 18

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18

Đặt vấn đề 18

Các đại lượng và hệ số tính toán 19

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 23

3.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC CHO TÒA NHÀ 27

Phân loại phụ tải động lực 27

Tính toán phụ tải khối căn hộ 28

Tính công suất phụ tải cần cấp cho khối đế 32

Tổng hợp công suất phụ tải tính toán tòa nhà 40

CHƯƠNG 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG 41 3.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 42

Phương án cấp điện 42

Sơ đồ cấp điện cho tòa nhà 42

Chọn trạm biến áp cho tòa nhà 43

3.4 CHỌN DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP CHO TÒA NHÀ 44

3.5 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 45

3.6 CHỌN TỦ ATS 46

Giới thiệu tủ ATS 46

Ứng dụng của ATS 47

CHƯƠNG 5 CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 48

3.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN 48

Phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp 48

Phương pháp chọn thiết bị điện 52

3.8 CHỌN CÁP VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 56

Chọn cáp và thiết bị từ MBA đến tủ tổng hạ áp 56

Lựa chọn cáp và thiết bị cho phụ tải ưu tiên khi có cháy 59

Lựa chọn cáp và thiết bị cho phụ tải ưu tiên 70

Lựa chọn cáp và thiết bị cho phụ tải không ưu tiên 81

Lựa chọn cáp và thiết bị cho phụ tải căn hộ 86

CHƯƠNG 6 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 93

3.9 TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 93

3.10 Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 93

3.11 CÁC VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ 94

3.12 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO TÒA NHÀ 95

CHƯƠNG 7 HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 98

3.13 TỔNG QUAN 98

Nối đất 98

Chống sét 98

3.14 HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 98

Cách thực hiện nối đất 99

Các sơ đồ nối đất cho trạm biến áp 99

3.15 HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 107

Đặt vấn đề 107

Các dạng của bộ thu sét 108

Tính toán hệ thống chống sét 109

Hình 1.1 Vị trí của dự án 1

Hình 1.2 Phối cảnh của tòa nhà 3

Hình 1.3 Mặt bằng tầng căn hộ 4

Hình 2.1 Dải bước sóng ánh sáng 8

Hình 2.2 Độ rọi 9

Hình 2.3 So sánh giữa lux và lumens 9

Hình 2.4 Mặt bằng căn hộ loại 1 13

Hình 2.5 Mặt bằng căn hộ loại 2 13

Hình 2.6 Mặt bằng căn hộ loại 3 14

Hình 2.7 Mặt bằng căn hộ loại 4 14

Hình 4.1 Sơ đồ cấp điện cho tòa nhà 42

Hình 4.3 Máy biến áp 2000kVA – 22/0.4kV 45

Hình 4.4 Máy phát điện Mitsubishi công suất 400 kVA 46

Hình 4.5 Hình ảnh tủ ATS 47

Hình 6.1 Tủ tụ bù hạ thế 98

Hình 7.1 Cọc nối đất 103

Hình 7.2 Thanh nối ngang 107

Hình 7.3 Sơ đồ cọc tiếp địa trạm biến áp 108

Hình 7.4 Sơ đồ cọc tiếp địa chống sét 113

Bảng 2-2 Bảng yêu cầu về mật độ công suất chiêu sáng 12

Bảng 2-6 Tổng hợp công suất các loại căn hộ 15

Bảng 2-7 Công suất chiếu sáng tầng hầm 16

Bảng 2-8 bảng công suất chiếu sáng tầng 1 (tầng TMDV) 17

Bảng 3-1 Hệ số đồng thời trong nhà tập thể, chung cư (TCVN 9206-2012) 25

Bảng 3-2 Hệ số đồng thời Kđt lớn nhất theo các nhóm phụ tải (QC 09-2013) 26

Bảng 3-3 Hệ số đồng thời Kđt của tủ phân phối (IEC60439) 26

Bảng 3-4 Hệ số yêu cầu Kyc của thang máy trong các công trình nhà ở 27

Bảng 3-5 Công suất tính toán căn hộ loại 1 30

Bảng 3-6 Công suất tính toán căn hộ loại 2 30

Bảng 3-7 Công suất tính toán căn hộ loại 3 31

Bảng 3-8 Công suất tính toán căn hộ loại 1 31

Bảng 3-9 Công suất tính toán tủ điện tầng 31

Bảng 3-10 Công suất tính toán tủ điện khối căn hộ 32

Bảng 3-11 Công suất yêu cầu theo chức năng tòa nhà 32

Bảng 3-12 Công suất tính toán tầng 1 33

Bảng 3-13 Công suất tính toán tầng hầm 33

Bảng 3-16 Tổng hợp công suất nhóm phụ tải phụ trợ 40

Bảng 3-17 Tổng hợp công suất phụ tải ưu tiên khi có cháy 40

Bảng 3-18 Tổng hợp công suất tính toán tòa nhà 41

Bảng 4-2 Thông số kỹ thuật máy biến áp 2000kVA 46

Bảng 4-3 Thông số kỹ thuật máy phát 400kVA 47

Bảng 4-4 Thông số kỹ thuật ATS 48

Bảng 5-2 hệ số cách lắp đặt K1 49

Bảng 5-3 Bảng hệ số cách lắp đặt K2 50

Bảng 5-4 Bảng hệ số cách lắp đặt K3 51

Bảng 5-5 Bảng độ sụt áp cho phép 52

Bảng 5-6 Công thức tính sụt áp 52

Bảng 5-7 Bảng điều kiện chọn và kiểm tra thanh góp 55

Bảng 6-1 Bảng thông số tủ tụ bù 450 kvar 97

Bảng 7-1 Trị số điện trở suất của đất 104

Bảng 7-2 Giá trị hệ số khc 104

Bảng 7-3 Hệ số sử dụng ηc của cọc chôn thẳng đứng và ηt của thanh/ dây nối các cọc 105

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ TÒA NHÀ VÀ HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÒA NHÀ VÀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN

Giới thiệu về tòa nhà

 Tên dự án: Tòa C1 Vinhomes New Center Hà Tĩnh

 Chủ đầu tư: Tập đoàn Vingroup

Vinhomes Hà Tĩnh là dự án thuộc dòng sản phẩm Vincity do Tập đoàn

bình - thấp Theo dự kiến, Vincity Hà Tĩnh sẽ được khởi công vào đầu năm 2017

Vinhome Hà Tĩnh tọa lạc tại trung tâm TP Hà Tĩnh, tỉnh Hà Tĩnh Từ dự

án, cư dân có thể di chuyển dễ dàng đến các địa điểm quan trọng trong thành phố như trung tâm hành chính, trường học, bệnh viện và ra các khu vực lận cận

thành phố Hà Tĩnh Dự án kết nối trực tiếp với quốc lộ 1A và các cơ quan hành chính trọng yếu, bệnh viện, trường học… đồng thời nằm trên cùng tuyến đường

Hình 1.1 Vị trí của dự án

Quy mô dự án

Hình 1.2 Phối cảnh của tòa nhà

 Quy mô công trình: 25 tầng căn hộ, 1 tầng thương mại dịch vụ và 1 tầng hầm

- Giới thiệu chi tiết tòa nhà:

+ Tầng hầm: Khu vực này chủ yếu là bãi để xe và bố trí các phòng kĩ thuật ( Điện, nước, điều hòa, thông tin…)

+ Tầng 1: Khu vực này chủ yếu chủ yếu là lớp học, trung tâm thương mại và dịch vụ…

+ Tầng 2 đến tầng 26: Khu căn hộ với tổng 19 căn trên 1 tầng Các căn

hộ được thiết kế đa dạng với diện tích từ 27 m2 - 70 m2 và từ 1-3 phòng ngủ đảm bảo đa dạng nhu cầu

Hình 1.3 Mặt bằng tầng căn hộ

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH

Giới thiệu về cung cấp điện

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân được nâng lên nhanh chóng Dẫn đến nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Để đáp ứng nhu cầu đó rất đông cán bộ kĩ thuật trong và ngoài ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các công trình cung cấp điện để phục vụ nhu cầu trên

Cấp điện là một công trình điện Để thực hiện một công trình điện tuy nhỏ cũng cần có kiến thức tổng hợp từ các ngành khác nhau, phải có

sự hiểu biết về xã hội, môi trường và đối tượng cấp điện Để từ đó đưa ra phương án lựa chọn tối ưu nhất

Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết các tính toán để lựa chọn các phần tử điện thích hợp với từng đối tượng Thiết kế chiếu sáng cho tòa nhà, phân xưởng, Tính toán lựa chọn dây dẫn phù hợp Đảm bảo sụt áp chấp nhận được, có khả năng chịu được dòng ngắn mạch với thời gian nhất định Thiết kế đi dây để bước đến triển khai hoàn tất một bản thiết kế cung cấp điện Bên cạnh đó, còn phải thiết kế lựa chọn nguồn dự phòng cho tòa nhà để đảm bảo sự ổn định cấp điện của đối tượng

Người thiết kế cần quan tâm đến độ sụt áp trên đường dây xa nhất Thiết kế cấp điện cho phụ tải sinh hoạt nên chọn thiết bị tốt nhất nhằm đảm bảo an toàn và độ tin cậy cấp điện cho người sử dụng

Đặc điểm của các hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ điện là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện Tùy theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ mà được chia làm 3 loại

 Phụ tải loại 1

Là hộ tiêu thụ điện mà khi ngừng cung cấp sẽ dần đến nguy hiểm đối với tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết bị, gây ra hàng loạt phế phẩm…), ảnh hưởng lớn đến chính trị, quốc phòng…

Có thể lấy ví dụ về hộ tiêu thụ điện loại 1: Nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, lò luyện thép , văn phòng chính phủ , phòng mổ bệnh viện…

Đối với hộ tiêu thu loại 1 ít nhất phải có 2 nguồn điện độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng nóng

 Phụ tải loại 2

Là hộ tiêu thụ điện mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây ra phế phẩm, ngưng trệ sản xuất

Ví dụ về hộ tiêu thụ loại 2: Nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạm bơm…

Cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại 2 thường có thêm nguồn dự phòng Vấn đề

ở đây là phải so sánh giữa vốn đầu tư nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đem lại do không bị ngừng cung cấp điện

 Phụ tải loại 3

Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng, nhà kho của các nhà máy…

Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện

Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ điện có đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng tốt.Có thể nêu ra một

số yêu cầu chính sau đây

 Độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào, trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt

 Chất lượng điện năng

Chất lượng điện năng được đánh giá bằng 2 chỉ số là tần số và điện áp Trong

đó, chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh Chỉ có những

hộ tiêu thụ điện lớn ( hàng chục MW trở lên ) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện

áp chi khách hàng Nói chung ở trong lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị ± 5% điện áp định mức Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như nhà máy hóa chất, điện tử, cơ khí chính xác điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng ± 2,5%

 An toàn cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn với người và thiết bị điện Muốn đạt được yêu cầu đó người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý,

rõ ràng, rành mạch, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong quá trình vận hành Các thiết bị phải được chọn đúng chủng loại công suất

Công tác xây dựng lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hướng đến độ an toàn cung cấp điện

Cuối cùng, việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trò đặc biệt quan trọng Người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện

1.3 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Tùy thuộc vào quy mô của công trình lớn hay nhỏ mà các bước thiết kế có thể phân ra tỉ mỉ, hoặc gộp vào một số bước với nhau Nhìn chung các bước thiết kế cung cấp điện có thể phân ra như sau:

 Khảo sát và thu thập dữ liệu bạn đầu

 Tính toán phụ tải

 Chọn trạm biến áp , chọn máy phát điện

 Xác định phương án cung cấp điện

 Tính toán ngắn mạch

 Lựa chọn các thiết bị điện

 Tính toán chống sét và nối đất

 Tính toán tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất

 Bảo vệ rơ le và tự động hóa

 Hồ sơ thiết kế cung cấp điện

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ CHIẾU SÁNG

Khái niệm về ánh sáng

Sóng điện từ là hiện tượng lan truyền theo đường thẳng của điện trường và

từ trường Mọi sóng điện từ đều tuân theo các đại lượng vật lý, cụ thể là các định luật truyền sóng, các định luật phản xạ khúc xạ, những ảnh hưởng của sóng khác nhau rõ rệt tùy theo năng lượng được truyền, nghĩa là tùy theo bước sóng

Ánh sáng là một loại sóng điện từ mà mắt người có thể cảm nhận được trực tiếp Ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng 380nm – 780nm

Hình 2.1 Dải bước sóng ánh sáng Các đại lượng đo ánh sáng

 Quang thông (lumen -Lm):

Là thông số biểu diễn cho năng lượng của nguồn tạo ra ánh sáng nhìn thấy ( Là đơn vị đo công suất phát sáng) Muốn đo quang thông này người ta thường

đo bằng các quả cầu cảm biến, Mục đích là hứng lấy toàn bộ ánh sáng phát ra

 Độ rọi (lux hay lx):

Đây là chỉ số đặc trưng cho mức độ chiếu sáng của 1 vật ( là đơn vị đo độ sáng), được tính bằng:

Hình 2.2 Độ rọi Minh họa đơn giản để so sánh giữa Lm và Lux

Hình 2.3 So sánh giữa lux và lumens

Có thể hiểu đơn giản là càng đi xa thì độ sáng của đèn càng giảm theo khoảng cách nhưng công suất phát sáng của đèn (Quang thông) là không đổi

 Công suất bóng đèn (W): Lượng điện năng tiêu thụ của đèn

VD: bóng đèn huỳnh quang T8 1,2m có công suất 36W, tổn hao 10% nên tổng công suất là 40W Như vậy trong 24h lượng điện năng tiêu thụ là: 960W ~ 1kW

 Quang hiệu:

Quang hiệu hay hiệu suất phát quang là quang thông (lm) phát ra tính theo mỗi đơn vị công suất (watt) của bóng đèn Có đơn vị Lm/W

VD: đèn huỳnh quang T8 có công suất 36W, quang hiệu là 40~50 lm/W Vậy tổng quang thông phát ra = 36W*40~50 (lm/W) = 1440~1800 lm Vì thế ta thiết

kế máng đèn để gom lấy gần như toàn bộ quang thông này Chỉ số quang hiệu này sẽ giảm theo thời gian sử dụng, vì thế bóng đèn sẽ mờ dần và cần thay thế

Yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng

Trong thiết kế chiếu sáng, điều quan trọng nhất cần quan tâm là phải quan tâm đến độ rọi E và hiệu quả thị giác của con người Ngoài ra còn có các đại lượng như quang thông, màu sắc ánh sáng do các bóng đèn phát ra, sự bố trí các đèn, vị trí lắp đặt công trình sao cho đảm bảo được chiếu sáng đều ở mọi vị trí, đảm bảo tính kinh tế, mỹ quan cho căn phòng mà không làm cho căn phòng bị chói, tính kinh tế cũng được xem xét trong thiết kế chiếu sáng

Vì vậy yêu cầu đối với thiết kế chiếu sáng là phải thỏa mãn được các điều kiện sau:

Không làm lóa mắt, vì cường độ sáng cao chiếu vào mắt sẽ làm cho thần kinh

bị căng thẳng, thị giác bị lệch lạc;

Không bị lóa khi ánh sáng phản xạ, ở một số thiết bị có bề mặt sáng bóng, làm cho ánh sáng bị phản xạ một lượng khá lớn Do đó cần phải quan tâm đến vị trí lắp đặt;

Phải có độ rọi đồng đều, để khi quan sát từ nơi này sang nơi khác thì mắt người không phải điều tiết gây hiện tượng mỏi mắt;

Phải tạo được ánh sáng giống hoặc gần giống với ánh sáng ban ngày, điều này giúp mắt nhận xét, đánh giá mọi việc chính xác;

Đảm bảo độ rọi ổn định, chính xác trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế dao động điện áp của lưới điện, treo đèn cố định, với bóng đèn huỳnh quang thì hạn chế quang thông bù

Chiếu sáng ở những nơi cần có độ rọi cao mới làm việc được hay chiếu sáng

ở những nơi mà chiếu sáng chung không đủ độ rọi cần thiết

 Các chế độ làm việc của hệ thống chiếu sáng

Khi hệ thống làm việc ổn định ta có chiếu sáng làm việc, chiếu sáng này dùng để đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình thường của người và phương tiện vận chuyển khi không có hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên

Khi mất điện hoặc sảy ra hỏa hoạn, ta có chiếu sáng sự cố (sử dụng nguồn của máy phát dự phòng ) tạo môi trường ánh sáng an toàn trong trường hợp mất điện

Độ rọi chiếu sáng sự cố ở lối thoát hiểm, hành lang, cầu thang không được nhỏ hơn 3 lux Ở các lối đi ngoài nhà không được nhỏ hơn 2 lux Độ rọi đèn trong tình huống khẩn cấp nhất có thể sảy ra và trong thời gian ít nhất là 1 giờ để hoàn tất việc di tản

Hệ thống chiếu sáng sự cố có thể làm việc đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc hoặc hệ thống chiếu sáng sự cố phải được đưa vào hoạt động khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị mất điện

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHIẾU SÁNG

Phương pháp tính gần đúng

Xác định công suất chiếu sáng của cả mặt bằng dựa trên suất chiếu sáng

nhân với diện tích, từ đó sẽ xác định được số đèn, loại đèn

Pđ = p x S

Bảng 2-1 Yêu cầu về mật độ công suất chiếu sáng LPD (QCVN 09-2013) Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng

Xác định quang thông của đèn:

F = .

.Ksd

K E S Z

n Trong đó:

E là độ rọi trung bình(Lux);

2.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO TÒA NHÀ

Do các tầng này có cấu trúc giống nhau nên ta chọn tầng 2 làm tầng điển hình để tính toán

Để dễ dàng cho việc tính toán ta sử dụng phương pháp tính gần đúng Tính toán chiếu sáng trong các căn hộ ở tầng 2

Tầng 2-25 bố trí các căn hộ, gồm 19 căn hộ trên môt tầng với diện tích đa dạng từ 28 m2 đến 74 m2

Căn hộ loại 1 có diện tích 74 m2

Hình 2.4 Mặt bằng căn hộ loại 1

- Căn hộ loại 2 có diện tích 64 m2

Hình 2.5 Mặt bằng căn hộ loại 2

Căn hộ loại 3 có diện tích 54 m2

Hình 2.6 Mặt bằng căn hộ loại 3 Căn hộ loại 4 có diện tích 28 m2

Hình 2.7 Mặt bằng căn hộ loại 4

2.3.1.1 Tính chiếu sáng cho căn hộ loại 1,2,3,4:

1 Căn hộ loại 1 có diện tích 74 m2

Tổng công suất chiếu sáng căn hộ loại 1:

PL1 = 74.8 = 592 W

2 Căn hộ loại 2 có diện tích 64 m2

Tổng công suất chiếu sáng căn hộ loại 2:

PL2 = 64.8 = 512 W

3 Căn hộ loại 3 có diện tích 54 m2

Tổng công suất chiếu sáng căn hộ loại 3:

PL3 = 54.8 = 432 W

4 Căn hộ loại 4 có diện tích 28 m2

Tổng công suất chiếu sáng căn hộ loại 4:

Bảng 2-2 Tổng hợp công suất chiếu sáng các loại căn hộ

Tính toán chiếu sáng cho hành lang và cầu thang

Tòa nhà có 25 tầng căn hộ, mỗi tầng có 1 dãy hành lang với diện tích

là: S = 124 m2

Tổng công suất chiếu sáng hành lang tầng căn hộ là:

Phl= 124.25.7 = 21700 (W)

Cầu thang bộ được lắp 2 bóng đèn ốp trần công suất 30W, tổng công

suất cầu thang 25 tầng của tòa nhà là:

Pct = 30.2.25 = 1500 (W)

Tổng công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng hành lang và cầu

thang là:

Pcs = 21700+1500 = 23200 (W)

Tính toán chiếu sáng cho tầng hầm và tầng TMDV

Sử dụng phương pháp tính gần đúng ta có công suất chiếu sáng tầng

hầm và tầng TMDV được tính ở bảng sau:

(m2)

P (W/m2) (Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện

Bảng 2-3 Công suất chiếu sáng tầng hầm

STT Tên phòng Diện tích

(m2)

P (W/m2) (Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện

Bảng 2-4 bảng công suất chiếu sáng tầng 1 (tầng TMDV)

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TÒA NHÀ

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán Người thiết kế cần biết phụ tải để chọn các thiết bị như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… Để tính các tổn thất điện áp, công suất, để chọn các thiết bị bù Như vậy phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Nói như vậy phụ tải tính toán là một phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi trong suốt quá trình làm việc, gây ra một hiệu ứng phát nhiệt đối với các vật dẫn điện của hệ thống bằng với công suất thực tế gây ra trong suốt quá trình làm việc

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân … Vì vậy để xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có thể dẫn tới cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây ra lãng phí

trình nghiên cứu và nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Hiện nay đã có một số phương pháp tính toán hay được sử dụng như sau:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu;

- Phương pháp tính theo suất trung bình;

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích;

- Tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm;

- Phương pháp tính theo hệ số đồng thời và công suất của thiết bị

Các đại lượng và hệ số tính toán

Pđ: công suất đặt của động cơ điện, kW;

η: hiệu suất định mức của động cơ điện.(Thông thường η = 0,8 – 0,95)

 Phụ tải trung bình

Phụ tải trung bình (Ptb) là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá giới hạn của phụ tải tính toán

tb

Pp

ΔP, ΔQ : điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát, kW, kVAr;

t : khoảng thời gian khảo sát

Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị được tính theo công thức sau:

n

tb i 1

 Phụ tải cực đại

Phụ tải cực đại (Pmax): là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khoảng thời gian tương đối ngắn (5, 10 hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất

trong ngày Đôi khi ta dùng phụ tải cực đại được xác định như trên để làm phụ tải tính toán

Người ta dùng phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất, để chọn các thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế…

Phụ tải đỉnh nhọn (Pđn): là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1 - 2s

Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động của động cơ, kiểm tra điều kiện làm việc của cầu chì, tính dòng điện khởi động của rơ le bảo vệ…

Phụ tải đỉnh nhọn thường xảy ra khi động cơ khởi động Chúng ta không những chỉ quan tâm đến trị số phụ tải đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần suất xuất hiện của nó Bởi vì số lần xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn càng tăng thì càng ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị dùng điện khác ở cùng một mạng điện

 Phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện Phụ tải tính toán (Ptt): là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói một cách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực

tế gây ra Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn (về mặt phát nóng) cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành Quan hệ giữa phụ tải tính toán và các phụ tải khác được nêu trong bất đẳng thức sau:

tb tt max

 Hệ số phụ tải

Hệ số phụ tải (kpt - còn gọi là hệ số mang tải) là hệ số giữa công suất thực

tế với công suất định mức Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó

Vì vậy:

thucte tb pt

P

P

Hệ số cực đại thường được tính ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất

Hệ số cực đại phụ thuộc vào hệ số thiết bị hiệu quả nhp, vào hệ số sử dụng ksd và các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm Công thức để tính kmax rất phức tạp, trong thực tế người ta tính kmax theo đường cong kmax = f(ksd, nhq) hoặc bảng tra trong các sổ tay Hệ số cực đại kmaxthường tính cho phụ tải tác dụng

Cũng như hệ số cực đại, hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác dụng

Có khi knc được tính cho phụ tải phản kháng, nhưng số hiệu này ít được dùng hơn Trong thực tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại

 Số thiết bị hiệu quả

Số thiết bị hiệu quả (nhq) là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau)

Công thức tính nhq như sau:

2 đmi 1

hq n

2 đmi 1

Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n > 5 thì công thức khá phức tạp, vì

n: số thiết bị trong nhóm;

công suất lớn nhất;

P và P1 : tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị

Số thiết bị hiệu quả là một trong những số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính toán

 Hệ số sử dụng lớn nhất

Hệ số sử dụng lớn nhất ku là tỉ số giữa công suất yêu cầu lớn nhất Pyc với

áp dụng cho từng phụ tải riêng biệt, nhất là cho các động cơ vì chúng ít khi chạy đầy tải Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc

yc u dm

P

k =P

Hệ số sử dụng là một số liệu quan trọng để tính phụ tải tính toán, thường tra trong sổ tay

 Hệ số đồng thời

Hệ số đồng thời (kđt) được dùng để tính toán công suất của một nhóm thiết

toán PttΣ của nhóm thiết bị điện với tổng công suất yêu cầu của từng thiết bị điện

ΣPyci trong nhóm đó

ttΣ yc

đt

i

P

k =ΣP

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ

Pđ, Pđmi lần lượt là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (kW);

Ptt, Qtt, Stt lần lượt là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến tính toán của nhóm thiết bị (kW, kVAr, kVA);

n là số thiết bị trong nhóm

Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức trung bình sau :

1 1 2 2 n n tb

Hệ số nhu cầu của các máy thường được cho trong các sổ tay

 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn

vị diện tích

Công thức tính:

tt

P P.S

Trong đó:

P là suất phụ tải trên 1m2 diện tích (W/m2);

S là diện tích (m2);

Giá trị P có thể được tra trong các sổ tay

Phương pháp thiết kế này cho hiệu quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ đèn Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tại phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi

 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Công thức tính:

0 tt

max

M.wP

T



Trong đó :

M là số đơn vị được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);

Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có

đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chỉnh xác

suất trung bình

Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản như đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại

Công thức tính:

Ptt kmax.k Psd đm

Trong đó:

- kmax, ksd là hệ số cực đại và hệ số sử dụng, tra trong bảng hoặc hình vẽ trong sổ tay

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết

bị hiệu quả chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của

số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải và hệ số đồng thời

Công thức tính:

Ptt =KđtH.Pđ = Kđt.∑ 𝑃đ Trong đó:

- kđt là hệ số đồng thời sử dụng các thiết bị, tra trong sổ tay hoặc các tiêu chuẩn, 0.55-0.65 (TCVN 9206-2012)

- Pđmi là công suất định mức của thiết bị điện thứ i, kW

- Pđ là công suất đặt của căn hộ

 Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy được tính theo công thức (TCVN9206-2012):

thang máy thứ i, nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị Pgi = 0,1Pni;

có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị của Pvi = 1;

Kyc - Hệ số yêu cầu của nhóm phụ tải thang máy, với nhà ở xác định theo bảng sau:

3.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC CHO TÒA NHÀ

Phân loại phụ tải động lực

 Các phụ tải không ưu tiên khi có sự cố mất điện lưới hoặc cháy

Bao gồm:

Phụ tải công cộng căn hộ

Phụ tải dành cho căn hộ như chiếu sáng căn hộ, ổ cắm, điều hòa, nóng lạnh, trong căn hộ tầng 2 – 25

 Các phụ tải ưu tiên vẫn có điện khi cháy

Quạt tăng áp, hút khói

 Các phụ tải ưu tiên khi có sự cố mất điện lưới

Bao gồm:

 Xác định công suất tính toán của căn hộ loại 1

a Tiêu chuẩn lựa chọn ổ cắm và tính toán số lượng

Khi không có số liệu cụ thể về thiết bị điện sử dụng ổ cắm hoặc ứng dụng cụ thể của ổ cắm thì công suất mạch ổ cắm được xác định như sau:

Đối với nhà làm việc, trụ sở, văn phòng công suất phụ tải từ các ổ cắm điện phải được tính toán với suất phụ tải không nhỏ hơn 25 VA/m2

Đối với nhà ở và các công trình công cộng khác, công suất cho mỗi ổ cắm đơn không nhỏ hơn 180 VA hoặc đối với mỗi đơn vị ổ cắm trên một giá kẹp Đối với thiết bị chứa ổ cắm cấu tạo từ 4 đơn vị ổ cắm trở lên thì công suất ổ cắm được tính toán không nhỏ hơn 90 VA trên mỗi đơn vị ổ cắm, xem điều 220.14 tiêu chuẩn NEC 2008

Căn hộ chúng ta sử dụng “Tiêu chuẩn thiết kế - 20 TCN 27-91 đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng” Phụ tải tính toán của lưới

điện được cấp điện) với mạng lưới điện hai nhóm trở lên (nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm), tính theo công thức sau:

Pôc =300.n (W)

Trong đó : n - Số lượng ổ cắm điện

Căn hộ loại 1 có diện tích sử dụng là 74m2 với 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, 1 bếp, 1 phòng giặt Ta chọn ổ cắm như sau:

+ 2 ổ cắm cho phòng khách + 2 ổ cắm cho phòng ngủ + 2 ổ cắm cho phòng bếp + 1 ổ cắm cho phòng giặt

Ta chọn ổ cắm đôi loại 16A, tổng số ổ cắm trong căn hộ (có 1 phòng khách, 3 phòng ngủ, 1 bếp, 1 phòng giặt) là 22, hệ số đồng thời nhánh phụ tải ổ cắm là Kđt = 0,4

Công suất tính toán ổ cắm của căn hộ là:

Pôc = 300.22.0,4 = 1680W = 2,64 kW

b Tính công suất lộ chiếu sáng

Theo kết quả tính toán ở chương 2, công suất đặt phụ tải chiếu sáng cho căn hộ loại 1 là Pđcs = 592W

c Tính toán lựa chọn điều hòa

Mỗi phòng ngủ có diện tích <15m2 nên ta chọn loại điều hòa 1HP~9000BTU = 746W, số lượng 3 cái

2HP~18000BTU = 1492W, số lượng 1 cái

Hệ số đồng thời điều hòa là Kdt = 0,9 (QCVN 09-2013) Vậy công suất tính toán điều hòa căn hộ là:

d Tính chọn bếp điện

Chọn loại bếp từ 2 vùng nấu có công suất 4000W, hệ số yêu cầu thường tùy chọn nhỏ hơn bếp ở nhà hàng khách sạn là 10-20%, chọn hệ số yêu cầu Kyc = 0,9

Công suất bếp điện là:

Pb = 4000.0,9 = 3600W = 3,6kW

e Tính chọn bình nóng lạnh cho WC và bếp

Chọn 3 bình nóng lạnh cho 2 nhà vệ sinh và 1 nhà bếp có công suất

toán là:

Bảng 3-5 Công suất tính toán căn hộ loại 1

 Xác định công suất tính toán của căn hộ loại 2, 3 và 4

Từ số liệu chương 2, áp dụng cách tính toán phụ tải như cho căn hộ loại 1 ta có bảng:

Bảng 3-6 Công suất tính toán căn hộ loại 2

Tổng phụ tải tính toán căn hộ loại 3 (Ks = 0,6) 7,5

Bảng 3-7 Công suất tính toán căn hộ loại 3

Bảng 3-8 Công suất tính toán căn hộ loại 4

 Xác định công suất tính toán của tủ điện tầng

Tầng 2 là tầng điển hình để tính toán gồm 19 căn hộ

Với số hộ tiêu thụ là 19 thì hệ số đồng thời của tầng là Ks = 0,53

Bảng 3-9 Công suất tính toán tủ điện tầng

 Xác định công suất tủ điện khối căn hộ ( Không ưu tiên)

Tòa nhà gồm 25 tầng căn hộ, các tầng có cấu trúc giống nhau và được cấp điện từ tủ điện tổng TĐ-PP1

Vì đây là tủ phân phối nên chọn hệ số đồng thời theo số mạch của tủ,

tủ cung cấp cho 25 tầng căn hộ nên chọn Kđt = 0,6