Đồ Án hệ thống Điện công trình Đồ Án thiết kế cung cấp Điện cho một công trình

Thông qua đồ án này, em đã hiểu rõ hơn trình tự các bước cần thiết để cung cấp điện cho một công trình, cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bị bảo vệ cho một nhà máy để nó hoạt động liên

Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất phương án cung cấp điện hợp lí cho công trình đạt các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật 

Củng cố lại những lý thuyết đã được học, áp dụng được những điều đã được học vào thực tế, làm quen với công việc thiết kế sau này.

Lĩnh hội được kinh nghiệm và những kiến thức quý báu từ giáo viên hướng dẫn trong quá trình làm đồ án.

Nội dung nghiên cứu

- Xác định phụ tải tính toán của công trình.

- Chọn sơ đồ cung cấp điện cho công trình.

- Tính chọn trạm biến áp cho công trình (15-22kV/0,4kV).

- Chọn cáp, dây dẫn cho công trình.

- Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ cho mạng điện.

- Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho công trình.

- Thiết kế hệ thống nối đất, chống sét cho công trình.

- Tính toán và lựa chọn tụ bù, bộ điều khiển tụ bù để nâng cao hệ số công suất cho công trình.

- Lập dựu trù vật tư điện.

Mô tả công trình

Công trình là tầng 1 tòa nhà khu C của trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Diện tích khoảng 545 (m 2 ), với:

Bao gồm: 1 phòng GE, 1 phòng làm việc riêng của giảng viên, phòng học C102 và

Yêu cầu kỹ thuật

Hệ thống điện cho công trình chủ yếu phục vụ cho nhu cầu chiếu sáng, cung cấp nguồn cho các thiết bị điện Hệ thống này cần phải đảm bảo các yêu cầu như sau:

- Đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn, đúng kỹ thuật.

- Đảm bảo tính cung cấp nguồn liên tục và ổn định.

- Tiết kiệm nguồn năng lượng điện tiêu thụ.

- Dễ dàng kiểm soát, bảo trì hệ thống khi hoạt động.

- Giảm chi phí cho việc vận hành và bảo trì hệ thống.

Thu thập số liệu ban đầu

Phòng GE

Tên thiết bị P (kW) U (kV) Số lượng cos

Phòng làm việc riêng của giảng viên

Phòng C102

Phòng C103

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

Nhóm phụ tải

Căn cứ vào việc bố trí của công trình và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị

Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế

Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong công trình, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối

Phân nhóm phụ cho công trình dựa vào các yếu tố sau:

- Vị trí gần nhau trên mặt bằng (thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất )

- Cùng chế độ làm việc (thuận tiện vận hành và tinh toán): Đồ thị phụ tải (ksd, cosf), công suất, chức năng làm việc

- Tổng công suất các nhóm ít chênh lệch nhất - tạo ra tính lấp lẫn các trang thiết bị cung cấp điện (cùng cỡ CB, cáp, đầu cosses…) lắp đặt nhanh, quản lý, thay thế, dự trữ thuận lợi…

- Số thiết bị trong nhóm và số nhóm không nên quá nhiều (≤ 8 thiết bị chính) để đảm bảo độ tin cậy CCĐ

- Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn

- Số nhóm không nên quá nhiều: 2, 3 hoặc 4 nhóm

- Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến

Vì thế, với những máy móc trên sơ đồ mặt bằng, ta quyết định chia phụ tải thành bốn nhóm, đi cùng sáu nhóm là bốn tủ động lực và có một tủ phân phối chính cấp điện cho bốn tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng

Chia các nhóm phụ tải như sau:

- Nhóm 2: Phòng làm việc giảng viên

Xác định phụ tải tính toán

2.2.1 Phương pháp xác phụ tải tính toán cho từng nhóm

Công suất tác dụng tính toán của phụ tải:

- 𝐾 𝑢𝑖 : Hệ số công suất của thiết bị thứ i

- 𝑃 đ𝑚𝑖 : Công suất định mức của thiết bị thứ i

Công suất biểu kiến tính toán của phụ tải:

S tải (tt) =P tải (tt) cos (2.2) Dòng điện tính toán cho từng thiết bị:

- Với máy thực tập điện (động cơ điện 3 pha):

Itt (từng tải)= S tải(tt)

- Với các thiết bị còn lại:

Itt (từng tải)= S tải(tt)

Công suất biểu kiến của 1 nhóm (DB):

S tt DB = Ks × ∑ S tải (tt) n

- 𝑛: Tổng các phụ tải có trong nhóm

2.2.2 Tính toán phụ tải cho từng nhóm

Công suất tác dụng tính toán của máy tính:

Pmáy tính (tt)= ∑ K ui × P đmi = ∑ 0.8 × 0.4 = 7.68 (kW)

Công suất biểu kiến tính toán của phụ tải:

Smáy tính (tt) =P tải (tt) cos =7.68

0.8 = 9.6 (kVA) Dòng điện tính toán cho từng thiết bị:

Imáy tính tt (từng tải) =S tải (tt)

Tương tư trên, áp dụng các công thức (2.1), (2.2), (2.3) hoặc (2.4); kết quả tính toán phụ tải của mỗi nhóm được thể hiện ở các bảng sau:

Bảng 2.1 Tính toán phụ tải nhóm 1

Vì trong nhóm 1 (DB1) có tổng là 62 thiết bi ̣ tra bảng IEC cho ̣n Ks = 0.6, áp dụng công thức (2.5):

 S tt DB1 = Ks × ∑ S 62 1 tải(tt) = 0.6 × 36.10 = 21.66 (kVA)

Bảng 2.5 Tính toán phụ tải cho tất cả các nhóm Tên thiết bị 𝐏 𝐭ả𝐢 (𝐭𝐭) (KW) 𝐒 𝐭ả𝐢 (𝐭𝐭) (KVA) 𝐈 𝐭𝐭 (A)

Ta có 4 DB tra bảng IEC cho ̣n K s = 0.8, áp dụng công thức (2.5):

 S tt nhóm = K s × ∑ S 4 1 tải (tt) DB = 0.8 × (21.66 + 20.76 + 15.55 + 28.62) = 69.3

Xác định phụ tải chiếu sáng

Công suất chiếu sáng tính toán của công trình:

- 𝑃 0 : là công suất chiếu sáng

- F: là diện tích phòng cần chiếu sáng

- 𝑐𝑜𝑠: là hệ số công suất chiếu sáng

Chiếu sáng cho các phòng học: Chiếu sáng cho các phòng học ta có thể chọn 𝑃 0 10 ( 𝑊

𝑚 2 ) (tra bảng phụ lục I.2, Sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả: Ngô Hồng Quang, Vũ Vân Tẩm)

Diện tích chiếu sáng là: F = 486.75 (𝑚 2 )

Ta chọn 𝑐𝑜𝑠= 0.9, công suất biết kiến chiếu sáng:

CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TRÌNH

Thiết kế chọn phương án đi dây cho công trình

Bất kỳ công trình nào ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ để cung cấp điện, thì mạng đi dây trongcông trình cũng rất quan trọng Vì vậy ta cần đưa ra phương án đi dây cho hợp lý, vừa đảm bảo chất lượng điện năng, vùa có tính an toàn và thẩm mỹ

Một phương án đi dây được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu sau:

- Đảm bảo chất lượng điện năng

- Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

- An toàn trong vận hành

- Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

- Đảm bảo tính kinh tế, ít phí tổn kim loại màu

- Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

- Dễ thi cơng lắp đặt,dễ sửa chữa.

Các phương án đi dây

Có 2 phương án đi dây phổ biến nhất hiện nay:

3.2.1 Phương án 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 công trình cung cấp điện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt

Hình 3.1: Sơ đồ đi dây hình tia

Sơ đồ nối dây hình tia có một số ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sơ đồ trở nên phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

* Phạm vi ứng dụng: mạng hình tia thường áp dụng cho phụ tải công suất lớn, tập trung (thường là các xí nghiệp công nghiệp, các phụ tải quan trọng: loại 1 hoặc loại 2)

3.2.2 Phương án đi dây phân nhánh

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụ tải hoăc các tủ phân phối phụ

Hình 3.2: Sơ đồ đi dây phân nhánh

Sơ đồ phân nhánh có một số ưu nhược điểm sau: Ưu điểm:

- Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

- Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

- Có thể phân phối công suất đều trên các tuyến dây

- Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

- Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết bị điện trên cùng tuyến dây khởi động

- Độ tin cậy cung cấp điện thấp

* Phạm vi ứng dụng: sơ đồ phân nhánh được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ tải công suất nhỏ, phân bố phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

3.2.3 Sơ đồ đi dây hình tia có phân nhánh

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được phổ biến nhất ở các nước, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn thường

15 được kéo trong ống hay các mương lắp ghép

Hình 3.3: Sơ đồ đi dây hình tia có phân nhánh

- Ưu điểm: chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì hay

CB) việc xác định sự cố cũng đơn giản hoá bảo trì hay mở rộng hệ thống điện, cho phép phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thể chọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

- Khuyết điểm: sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt tất cả các mạch và tải phía sau

3.3 Vạch tuyến phương án đi dây Để cấp điện cho động cơ trong công trình, dự định đặt một tủ phân phối từ trạm biến áp về và cấp cho 4 tủ động lực cùng một tủ chiếu sáng rải rác cạnh tường công trình và mỗi tủ động lực được cấp cho một nhóm phụ tải

- Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

- Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị công suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

- Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n < 10) và tải của các nhánh có công suất gần bằng nhau

- Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CB chuẩn

- Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

Do công trình là khu học tập Vì vậy để cho thuận tiện trong việc đi lại và vận chuyển thì ta chọn phương án đi dây như sau:

- Từ tủ phân phối chính đến tủ đông lực ta đi dây hình tia và đi trên máng cáp

- Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi ngầm trong đất Cáp được chôn ngầm dưới đất có những ưu và nhược điểm sau: Ưu điểm: Giảm công suất điện, tổn thất điện, không ảnh hưởng đến vận hành và tạo ra vẻ thẩm mỹ

Nhược điểm: Giá thành cao, rẽ nhánh gặp nhiều khó khăn, khi xảy ra hư hỏng khó phát hiện

Từ các yêu cầu trên ta thấy việc xác định phương án đi dây rất quan trọng, có ảnh hưởng rất lớn đến việc chọn CB sau này Vì vậy ta tiến hành đi dây cho công trình như sau:

- Từ máy biến áp (MBA)  Tủ phân phối chính (MDB)

- Tủ phân phối chính (MDB)  Tủ phân phối động lực nhóm 1 (DB1)  Các động cơ nhóm 1

- Tủ phân phối chính (MDB)  Tủ phân phối chiếu sáng (DB5)  Các đèn chiếu sáng

CHƯƠNG 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Chọn máy biến áp cho công trình

Vị trí hợp lý của các trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản:

- Gần trung tâm phụ tải

- Thuận tiện cho các đường dây vào, ra

- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng

- Phòng nổ, cháy, bụi bặm, khí ăn mòn tốt

- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

- An toàn cho người và thiết bị

Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:

Có nhiều phương pháp để xác định số lượng và chủng loại máy biến áp, nhưng thường vẫn phải dựa vào những nguyên tắc chính:

- Chủng loại của máy biến áp trong một trạm nên đồng bộ (ít chủng loại) để giảm số lượng máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt vận hành

- Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp: đối với hộ phụ tải loại 1, thường chọn hai máy biến áp trở lên; đối hộ phụ tải loại 2, số lượng máy biến áp được chọn còn tùy thuộc vào việc so sánh các hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật Để đơn giản trong vận hành, số lượng mày biến áp trong một trạm biến áp không nên quá ba máy và các máy biến áp này nên cùng chủng loại và dung lượng.

Chọn dung lượng máy biến áp

Chọn máy biến áp theo công thức:

S tt khuC = S tt MDB + S tt cs + S dự phòng Trong đó:

S dự phòng = 20%(S tt MDB + S tt cs ) = 20%(69.3 + 5.05) = 14.87 (kVA)

 S tt khuC = S tt MDB + S tt cs + S dự phòng = 69.3 + 5.05 + 14.87 = 89.22 (kVA)

 Do đó, ta cho ̣n được máy biến áp dầu 3 pha của hãng THIDIBI có công suất danh đi ̣nh là 100 (kVA)

Hình 4.1 Máy biến áp dầu 3 pha THIDIBI 100 (kVA)

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuâ ̣t của máy biến áp

Công suất: 100kVA Điện áp: 22/0.4kV Tổn hao không tải cực đại (Po): 205W Tổn hao ngắn mạch cực đại (Pk): 1250W Điện áp ngắn mạch nhỏ nhất (Uk): 4%

Tổ đấu dây: Dyn-11 Tiêu chuẩn chế tạo: IEC 60076 và TCVN 6306:2006

Sử dụng: trong nhà, ngoài trời Làm nguội bằng không khí và dầu tuần hoàn tự nhiên Chế độ làm việc: Liên tục

CHỌN DÂY DẪN

Chọn loại cáp và dây dẫn

Trong mạng hạ áp thường sử dụng cáp điện, bọc cách điện bằng PVC, XLPE, PE,… hoặc thanh dẫn BTS

Các loại cáp được bọc cách điện trong mạng hạ áp của Cadivi:

- Dây cáp điện lực CV: Đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn cách điện bằng PVC, điện áp cách điện đến 660V, một lõi Cáp CV thường được sử dụng cho những đường dây có công suất lớn, đường dây cấp điện từ máy biến áp đến các tủ phân phối chính và từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ

- Dây cáp điện lực CVV: Đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hoặc 4 lõi Điện áp cách điện đến 660V Loại cáp này thường được sử dụng để cung cấp điện cho các động cơ 3 pha hoặc 1 pha

- Dây cáp vặn xoắn LV - ABC: Đây là loại dây vặn xoắn, bọc cách điện bằng

XLPE, lõi bằng dây nhôm cứng, nhiều sợi cán ép chặt Loại dây này có thể chế tạo loại là 2, 3 và 4 lõi Thường được sử dụng đối với đường dây trên không

- Dây đơn một sợi hoặc nhiều sợi mã hiệu VC: Đây là loại dây đồng 1 sợi cách điện bằng PVC Điện áp cách điện đến 660V Thường được sử dụng để thiết trí đường dẫn điện chính trong nhà

- Dây AV: Đây là loại dây có cấu tạo giống CV nhưng lõi bằng nhôm Thường dùng cho mạng điện phân phối khu vực

Phương pháp chọn dây dây dẫn và cáp dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật:

- Nhiệt độ dây, cáp không được vượt quá nhiệt độ phát nóng cho phép quy định bởi nhà ché tạo trong chế độ vận hành bình thường cũng như trong lúc vận hành xảy ra sự cố ngắn mạch

- Độ sụt áp không được vượt quá độ sụt áp cho phép

Dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật trên ta chọn cáp và dây dẫn của hang CADIVI cho mạng điện công trình như sau:

- Từ MBA đến tủ phân phối chính MDB chọn dây cáp CV đơn lõi có bọc cách điện PVC cho 3 dây pha A B C và một dây trung tính N Trong đó dây trung tớnh N cú tiết diện bằng ẵ tiết diện dõy pha

- Từ tủ phân phối chính MDB đến các tủ phân phối phụ DB ta chọn dây cáp CV 1 lõi, ruột đồng nhiều sợi có cách điện PVC cho 3 dây pha và 1 dây trung tính

- Từ tủ phân phối phụ DB đến các động cơ ta chọn cáp CVV 3 lõi, cách điện điện bằng PVC, ruột đồng nhiều sợi.

Chọn dây theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ của dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây Điều này được thực hiện khi dòng điện phát nóng cho phép của dây, cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn

Dòng điện làm việc (đối với động cơ 3 pha):

√3 × U đm (A) (5.1) Dòng điện làm việc (đối với động cơ 1 pha):

U đm (A) (5.2) Dòng điện làm việc cực đại:

- 𝐼 𝑐𝑝 : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp và dây dẫn

- K: là hệ số điều chỉnh theo điều kiện lắp đặt thực tế

Nếu dây và cáp không chôn dưới đất thì 𝐾 = 𝐾 1 × 𝐾 2 × 𝐾 3 , với:

- 𝐾 1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

- 𝐾 2 : Hệ số xét đến số mạch dây, cáp trong một hàng đơn

- 𝐾 3 : Hệ số xét đến nhiệt độ môi trường khác 30 0 C

Nếu dây và cáp chôn ngẩm dưới đất thì 𝐾 = 𝐾 4 × 𝐾 5 × 𝐾 6 × 𝐾 7 , với:

- 𝐾 4 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

- 𝐾 5 : Hệ số xét đến số mạch dây, cáp trong một hang đơn

- 𝐾 6 : Hệ số xét đến tính chất của đất

- 𝐾 7 : Hệ số xét đến nhiệt độ dất khác 20 0 C

Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực cũng như từ tủ động lực đến từng thiết bị là ngắn, nếu như thời gian làm việc của các máy ít thì việc lựa chọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹ thuật cũng như ít lãng phí về kim loại màu

5.2.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp

Tuyến dây đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là tuyến dây chính, chịu dòng tải lớn nên thường dùng 4 sợi (3 dây pha và 1 dây trung tính) Ta chọn phương án đi cáp ngần trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của công ty điện lực (Đi ngầm cách mặt đất 50cm) đặt riêng lẻ các đường dây pha và đường day trung tính trong mỗi ống khác nhau

Cường độ dòng điện định mức của máy biến áp:

Chọn dây từ MBA đến tủ phân phối chính (MDB) chôn ngâm dưới đất, đất khô, nhiệt độ của đất là 25 o C, đặt trong ống nhựa PVC (Tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh)

K = K 4 × K 5 × K 6 × K 7 = 1 × 1 × 1 × 0.96 = 0.96 Cường độ dòng điện làm việc lớn nhất:

0.96= 396 (A) Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

 Tra bảng dây dẫn của CADIVI ta chọn dòng định mức cho phép qua dây dẫn: Với dòng I lv max = 396 (A) chọn dây CV-185 một lõi cho 3 dây pha và dây CV-95 1 lõi cho dây trung tính

Bảng 5.1 Thông số của dây

Số sợi/Đường kính sợi (n/mm) Đường kính dây dẫn (mm) Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

5.2.2 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ của công trình

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ ta đi 4 dây (3 dây pha và 1 dây trung tính) đi trong ống xuyên qua tường, 1 mạch bọc cách điện PVC, nhiệt độ môi trường là 35 0 C (Tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh)

- 𝐾 1 = 1 (Đi trong ống xuyên qua tường)

- 𝐾 2 = 0.73 (5 mạch đi trên máng cáp)

- 𝐾 3 = 0.93 (Nhiệt độ môi trường là 35 0 C)

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối nhóm 1:

- Dòng điện làm việc của DB1:

- Dòng điện làm việc lớn nhất của nhóm 1:

I lv max DB1 =I lv DB1

- Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

 Tra bảng dây dẫn của CADIVI ta chọn dòng định mức cho phép qua dây dẫn: Với dòng I lv max DB1 = 48.4 (A) chọn dây CV 11 một lõi cho 3 dây pha và cho dây trung tính

 Tra bảng dây dẫn của CADIVI ta chọn dòng định mức cho phép qua dây dẫn: Với dòng I lv max DB3 = 64 (A) chọn dây CV 11 một lõi cho 3 dây pha và cho dây trung tính

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối chiếu sáng:

- Dòng điện làm việc của tủ phân phối chiếu sáng:

- Dòng điện làm việc lớn nhất của nhóm chiếu sáng:

I lv max CS =I lv CS

 Tra bảng dây dẫn của CADIVI ta chọn dòng định mức cho phép qua dây dẫn: Với dòng I lv max cs = 4.2 (A) chọn dây CV 11 một lõi cho 3 dây pha và cho dây trung tính

5.2.3 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ đến các động cơ

Dây dẫn từ tủ phân phối phụ đến các động cơ, ta chọn phương án đi trong ống, ruột dây đồng 4 lõi, cách điện PVC, nhiệt độ môi trường là 35 0 C

Nhóm 1: Đi chung trong 1 ống gồm 10 mạch, hệ số điều chỉnh tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh

- K 3 = 0.93 (Nhiệt độ môi trường là 35 0 C)

K = K 1 × K 2 × K 3 = 1 × 0.7 × 0.93 = 0.65 Nhóm 2: Đi chung trong 1 ống gồm 6 mạch, hệ số điều chỉnh tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh

K = K 1 × K 2 × K 3 = 1 × 0.72 × 0.93 = 0.67 Nhóm 3: Đi chung trong 1 ống gồm 5 mạch, hệ số điều chỉnh tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh

Nhóm 4: Đi chung trong 1 ống gồm 6 mạch, hệ số điều chỉnh tra bảng phụ lục 2 giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh

K = K 1 × K 2 × K 3 = 1 × 0.72 × 0.93 = 0.67 Tính chọn dây dẫn từ tủ DB1 đến 2 máy lạnh (1 pha):

S tải (tt) = K s × ∑K ui × P đmi cosi n i=1

0.22 = 8.14 (A) Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

 Tra bảng dây dẫn của CADIVI ta chọn dòng định mức cho phép qua dây dẫn: Với dòng I lv max = 12.33 (A) chọn dây CVV2×2 (Dây ruột đồng 2 lõi cấu tạo 1 lõi gồm nhiều sợi xoắn) gồm 1 dây pha và 1 dây trung tính bộc cách điện PVC

Tương tự tính tính toán chọn dây dẫn từ tủ đến các động cơ còn lại theo bảng sau:

Bảng 5.7 Thông số tính toán và chọn dây

Tủ động lực Tên thiết bị và số lượng

Dòng điện tính toán cho phép (A)

3 máy thực tập điện 16.8 25.5 39.2 CVV4×8

5 ổ cắm, 2 máy lạnh, 1 tivi 9.3 42.14 62.9 CVV2×11

6 máy thực tập điện 11.2 17 25.4 CVV4×4

Bảng 5.8 Thông số của các dây

Kiểm tra tổn thất điện áp

Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiều quả của một công trình sản xuất Để đảm bảo xưởng hoạt động tốt, năng xuất cao, phát huy được tối đa hiệu suất của các máy móc thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng, đặc biệt là chất lượng điện áp Muốn vậy phải đảm đảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây ∆𝑈 phải nằm trong giới hạn cho phép Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải, chiều dài dây dẫn và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra lại tổn thất điện áp cho phép, nếu không thoả thì tăng tiết diện lên một cấp rồi kiểm tra lại

5.3.1 Kiểm tra tổn thất điện áp từ trạm biến áp (MBA) đến tủ phân phối chính

Khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là: L = 30 (m) = 0.03 (km):

Với cáp điện lực CV 185, Cách điện bằng nhựa PVC, đặt trong ống và là điện hạ áp tra bảng được:

 Điện trở của đường dây: R = r 0 × L = 0.11 × 0.03 = 3.3 × 10 −3 ()

 Điện trở kháng đường dây: X = x 0 × L = 0.06 × 0.03 = 1.8 × 10 −3 ()

Ta có: P tt = 58.67 (kW), S tt = 89.22 (kVA)

Công suất phản kháng MBA:

 Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

5.3.2 Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ DB

Khoảng cách từ MDB đến DB1 là: L = 5.5 (m) = 0.0055 (km)

Với cáp điện lực CV 11, Cách điện bằng nhựa PVC, đặt trong ống và là điện hạ áp tra bảng được:

 Điện trở của đường dây: R = r 0 × L = 2 × 0.0055 = 0.011 ()

 Điện trở kháng đường dây: X = x 0 × L = 0.07 × 0.0055 = 3.85 × 10 −4 ().

Tương tự tính cho các DB khác và kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 5.9 Tính toán tổn thất từ tủ chính MDB đến tủ phụ DB

5.3.3 Kiểm tra tổn thất từ tủ phân phối phụ DB đến động cơ

Khoảng cách từ DB1 đến 2 máy lạnh (tính cho động cơ xa nhất) là:

Với cáp điện lực CVV2×2, cách điện bằng nhựa PVC, đặt trong ống và là điện hạ áp tra bảng được:

 Điện trở của đường dây: 𝑅 = 𝑟 0 × 𝐿 = 13.35 × 0.0088 = 0.117 ()

 Điện trở kháng đường dây: 𝑋 = 𝑥 0 × 𝐿 = 0.1 × 0.0088 = 8.8 × 10 −4 ().

Tương tự trên, tính toán cho các thiết bị còn lại, kết quả tính toán được thể hiện ở các bảng sau:

Bảng 5.10 Tính toán tổn thất từ tủ phụ DB1 đến động cơ

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 41

Tổng quan về CB và phương pháp chọn

Trong lưới điện hạ áp có những chế độ làm việc không bình thường, hiện tượng sự cố gây ra bởi sự tăng đột ngột giá trị dòng điện, do quá tải, ngắn mạch

Sự cố gây ra làm hư hỏng cách điện gây nguy hiểm cho người vận hành, làm hư hỏng thiết bị điện Vì vậy lưới điện cần phải được bảo vệ khỏi quá tải và ngắn mạch

Thiết bị bảo vệ chính là CB (Circuit Breaker) Yêu cầu của thiết bị bảo vệ là phải cắt nhanh phần bị sự cố khỏi lưới điện đồng thời phải đảm bảo tính chọn lọc

Thiết bị bảo vệ được lắp đặt ở đầu nhánh của mỗi đường dây bắt đầu từ thanh cái của trạm hạ áp, trên tủ phân phối chính, tủ phân phối phụ, phía đầu ra của trạm biến áp

Trong mạng hạ áp có 3 loại CB chính:

- MCCB (Moded Case Circuit Breaker): Đây là loại CB vỏ đúc, thường là loại

CB 3 pha Loại CB này có dòng định mức (16A-2500A) hoặc lớn hơn và có khả năng cắt dòng ngắn mạch từ (25kA-100kA) Thường được được trang bị cho những đường dây có công suất lớn

- MCB (Miniature Circuit Breaker): Đây là thiết bị đóng ngắt loại nhỏ, thường có dòng định mức từ (6A-63A), dòng ngắn ngắn mạch từ (3kA, 6kA, 10kA), MCB có các loại 1, 2, 3 và 4 cực MCB thường trang bị cho những đường dây có tải nhỏ

- RCCB (Residual Current Circuit Breaker): Đây là loại CB ngoài chức năng đóng cắt và bảo vệ như các CB thông dụng, nó kèm theo chức năng chống dòng rò bảo vệ an toàn cho người khi thiết bị điện bị rò điện Các dòng rò định mức là 10mA, 30mA và 300mA

Thông số và đặc tính của CB:

- I n : Là dòng dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất của CB

- U e : Là điện áp làm việc định mức

- I r : Là dòng tác động khi xảy ra quá tải

- I m : Là dòng cắt ngắn mạch có thời gian trễ

- I nst : Là dòng cắt tức thời

- I cu : Là dòng cắt ngắn mạch cực đại mà CB có thể chịu được mà không bị hỏng

- I cs : Là dòng cắt ngắn mạch thao tác

- I cw : Là khả năng chịu dòng ngắn mạch trong 1 đơn vị thời gian Điều kiện chọn CB cho công trình:

- U đm (CB) > Uđm (hệ thống)

- I cu ≥ I Nmax (với I Nmax là dòng ngắn mạch cực đại tính toán)

- Đặc tính vận hành của CB

Các công thức tính toán

X up = 0.98 × Z up (m) (6.2) Điện trở kháng của máy biến áp:

R T = 0.2 × X T (m) (6.4) Điện trở của đường dây:

Tổng trở khi ngắn mạch:

Tính toán ngắn mạch và chọn CB

6.3.1 Tính toán ngắn mạch và chọn CB cho máy biến áp đến tủ phân phối chính

Muốn tính ngắn mạch đầu tiên ta phải lập sơ đồ thay thế Ở đây mỗi phần tử trong mạch được thay thế bằng 1 điện trở và 1 điện kháng

Tính ngắn mạch tại thanh cái máy biến áp:

Công suất ngắn mạch phía nguồn: S sc = 250 (MVA) (Do điện lực cung cấp áp dụng cho mạng hạ áp)

Dòng điện đinh mực máy biến áp: I đm = 380 (A) Điện áp định mức phía nguồn: U đm = 380 (V)

 Chọn Z up = X up = 0.58 (m) Điện trở kháng của máy biến áp:

R T = 0.2 × X T = 0.2 × 58 = 11.6 (m) Điện trở và điện kháng khi ngắn mạch tại máy biến áp:

X 0 = X T + X up = 58 + 0.58 = 58.58 (m) Tổng trở khi ngắn mạch tại máy biến áp:

Dòng ngắn mạch 3 pha tại máy biến áp:

 Dựa vào dòng định mức máy biến áp I đm (MBA) = 380 (A) và dòng ngắn mạch

I N = 3.7 (kA), chọn MCCB của MITSUBISHI loại NF400-CW 3P 400A.

6.3.2 Tính toán ngắn mạch xảy ra tại thanh cái cái và chọn CB cho tủ phân phối chính (MDB)

Dây dẫn từ MBA đến MDB có chiều dài L = 30 (m) = 0.03 (km), có:

 Điện trở của đường dây: R MDB = r 0 × L = 0.11 × 0.03 = 3.3 (m)

 Điện trở kháng đường dây: X MDB = x 0 × L = 0.06 × 0.03 = 1.8 (m)

45 Điện trở và điện kháng tại MDB:

X 1 = X 0 + X MDB = 58.58 + 1.8 = 60.38 (m) Tổng trở tại MDB:

Dòng ngắn mạch 3 pha tại MDB:

 Dựa vào I lv DB1 = 32.9 (A) và dòng ngắn mạch I N = 3.6 (kA), chọn MCCB của MITSUBISHI loại NF63-SV 3P 40A

Tương tự chọn cho các MCCB còn lại:

Bảng 6.1 Tính toán và chọn MCCB cho MDB

Tên tủ Tên thiết bị 𝑰 𝒍𝒗

6.3.3 Tính toán ngắn mạch và chọn CB tại các tủ động lực (DB)

Dây dẫn từ MDB đến DB1 có chiều dài L = 5.5 (m) = 0.0055 (km), có:

 Điện trở của đường dây: R DB1 = r 0 × L = 2 × 0.0055 = 11 (m)

 Điện trở kháng đường dây: X DB1 = x 0 × L = 0.07 × 0.0055 = 0.385 (m)

46 Điện trở và điện kháng tại MDB:

X 2 = X 1 + X DB1 = 60.38 + 0.385 = 60.765 (m) Tổng trở tại MDB:

Dòng ngắn mạch 3 pha tại MDB:

 Dựa vào I lv DB1 = 32.9 (A) và dòng ngắn mạch I N = 3.3 (kA), chọn MCCB của MITSUBISHI loại NF63-SV 3P 40A

Tương tự chọn cho các tủ còn lại, kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 5.2 Tính toán và chọn MCCB cho DB

Tên tủ Tên thiết bị 𝑰 𝒍𝒗

6.4 Chọn CB bảo vệ cho các thiết bị

Vì MCB bảo vệ từng nhánh bao gồm các thiết bị cần bảo vệ được đặt trong tủ phân phối phụ (DB) nên có thể bỏ qua ngắn mạch của các động cơ tại xa nguồn

Dựa vào dòng làm việc của của từng mạch trong tủ phân phối phụ (DB) chọn MCB bảo vệ cho từng mạch

Các số liệu tính toán và chọn MCB được thể hiện ở các bảng sau:

Bảng 5.3 Tính toán và chọn MCB cho từng nhánh DB1

Tên tủ Tên thiết bị từng mạch Tên MCB

2 máy lạnh MCB1 8.14 BH-D6 1PN 10A C N 10 6

3 máy thực tập điện MCB2 25.5 BH-D10 3P 32A C N 32 10

8 máy tính MCB3 10.18 BH-D6 1PN 13A C N 13 6

2 quạt trần MCB4 0.72 BH-D6 1PN 1A C N 1 6

6 máy thực tập điện MCB26 17 BH-D10 3P 20A C N 20 10

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Thiết kế chiếu sáng cho phòng GE

- Chiều cao: h = 3.5 (m) Độ cao mặt phẳng làm việc: hlv = 0.8 (m) Đèn đặt cách trần: h đ = 0 (m) Độ phản xạ: Công việc có tính chất không phân biệt màu sắc, nhưng cần độ tương phản giữa vật và nền tương đối cao, thời gian làm việc cả hai ca

- Hệ số phản xạ của tường t = 50%

- Hệ số phản xạ của trần tr = 80%

- Hệ số phản xạ của sàn s = 10%

- Dựa vào các thông số yêu cầu kỹ thuật về đèn chiếu sáng phòng học, chọn bộ đèn Led: SM341C 26S/940 SRD PCS SWZU L150 WH

- Số bóng trong 1 bộ: 1 bóng/1 bộ

- Thông số chính của đèn:

 Model: SM341C 26S/940 SRD PCS SWZU L150 WH

 Điện áp đầu vào: 220 đến 240 V

 Tần số đầu vào: 50 hoặc 60 (Hz)

 Chiều dài tổng thể: 1398 (mm)

 Chiều cao tổng thể: 73(mm)

 Chiều rộng tổng thể: 200 (mm)

 Chỉ số hoàn màu ban đầu > 90

- Theo tiêu chuẩn TCVN 7114:2008 có độ rọi yêu cầu của phòng học là

- Chiều cao tính toán của đèn:

- Xác định hệ số sử dụng CU và hệ số mất ánh sáng LLF:

 Dựa vào bộ chỉ số phản xạ và tra bảng hệ số sử dụng của đèn tra bảng và nội suy được hệ số CU=0.928

Hình 7.1 Bảng tra hệ số sử dụng CU

 Từ Catalog biết được đèn có tuổi thọ là 50000h, loại L80 và đèn sử dụng liên tục 24h mỗi ngày dự kiến 5 năm sẽ thay đèn 1 lần

 Trong 5 năm đèn được sử dụng 24 × 5 × 365 = 43800ℎ  Chọn 45000h

 Dựa vào bảng tra được hệ số LLMF=0.82, LSF=1, LMF=0.82

 Phòng học cho trường hợp xấu nhất là môi trường bẩn, đèn chiếu sáng dự kiến 5 năm thay 1 lần Dựa vào bảng ta tra ra hệ số RMF=0.9

 Từ các hệ số tra được tính LLF:

LLF = LLMF×LSF×LMF×RMF = 0.82×1×0.82×0.90 = 0.61

Hình 7.2 Bảng tra hệ số LLMF, LSF, LMF

Hình 7.3 Bảng tra hệ số RMF

- Số bộ/số lượng đèn cần thiết: n = E yc ×𝐷 1 ×𝐷 2 ф×CU×LLF = 300×14.75×5.05

 Chọn 16 đèn để bố trí cho phòng GE

Tượng tư như phòng GE, thiết kế chiếu sáng cho các phòng còn lại được thống kế thông qua bảng sau:

Bảng 7.1 Bảng thống kế tính toán thiết kế chiếu sáng

Phòng làm việc của giảng viên

Nhà vệ sinh nam (tương tự thiết kế cho nhà vệ sinh nữ)

Hành lang 1 (tương tự thiết kế cho hành lang 2)

Hành lang 3 (tương tự thiết kế cho hành lang 4)

- Các phòng và hành lang cùng thiết kế 1 loại đèn Led SM341C 26S/940 SRD

PCS SWZU L150 WH, có các thông số của đèn như sau:

 Model: SM341C 26S/940 SRD PCS SWZU L150 WH

 Số bóng trong 1 bộ: 1 bóng/1 bộ

 Điện áp đầu vào: 220 đến 240 V

 Tần số đầu vào: 50 hoặc 60 (Hz)

 Chiều dài tổng thể: 1398 (mm)

 Chiều cao tổng thể: 73(mm)

 Chiều rộng tổng thể: 200 (mm)

 Chỉ số hoàn màu ban đầu > 90

Hình 7.4: Đèn Led SM341C 26S/940 SRD PCS SWZU L150 WH

Tính toán thiết kế hệ thống chống sét và nối đất

Quá trình hình thành sét

Sét là hiện tượng phóng tĩnh điện xảy ra trong tự nhiên, trong đó hai vùng tích điện trong khí quyển hoặc mặt đất cân bằng với nhau trong nhất thời Hiện tượng này sẽ giải phóng một mức năng lượng khổng lồ gây thiệt hại lớn cho các công trình kiến trúc cũng như gây nguy hiểm đến tính mạng con người

Khi các hạt điện tích tập trung dày đặc, “luồng dẫn sét” còn được gọi là “tia tiên đạo” sẽ hình thành, theo hướng đi lên hoặc đi xuống (tia tiên đạo hướng lên hoặc hướng xuống)

Khi hai tia tiên đạo có điện tích trái dấu gặp nhau, quá trình đó sẽ tạo ra hiện tượng truyền điện tích (sét đánh) từ vùng này sang vùng khác

Thông số của tia sét

- Mỗi giây có 100 cú sét đánh (trên toán thế giới)

- Sét hình thành ở độ cao 8 (km)

- Nhiệt độ không khí xung quanh tia sét khoảng 20000 (°C)

- Từng ghi nhận những cú sét đánh có dòng lên đến 200 (KA)

Các thông số của sét:

Hình 8.1 Sự phân bố điện tích trong đám mây dông

Hình 8.2 Các giai đoạn phóng điện sét biến thiên dòng điện theo thời gian

A: giai đọan phóng điện tiên đạo

B: tiên đạo đến gần mặt đất hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt

C: giai đọan phóng điện ngược hay phóng điện chủ yếu

D: phóng điện chủ yếu kết thúc

- Sự lan truyền sóng điện từ tạo bởi dòng điện sét gây nên quá điện áp trong hệ thống điện do đó cần phải biết những tham số chủ yếu của nó đặc biệt khi tính toán bảo vệ chống sét thông số chính cần chú ý là dòng điện có phạm vi giới hạn rất rộng và biên độ sét vượt quá (200 ~ 300) kA Điện áp giữa dông và đất có thể đạt đến hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu kV

- Tuy nhiên phần lớn gặp trường hợp sét đánh ở trị số 50 kA, sét có dòng điện từ 100kA trở lên rất hiếm xảy ra Do đó trong quá trình tính toán thường lấy dòng điện sét bằng 50 kA

 Dũng điện sột cú dạng một súng xung, thường trong khoảng vài ba às dũng đện tăng nhanh đến trị số cực đại tạo thành phần đầu sóng và sau đó giảm xuống chậm dần trong khoảng (20 - 100) às tạo nờn phần đuụi súng

 Biên độ dòng sét là trị số lớn nhất của dòng điện sét Biên độ dòng sét không vượt quá (200 - 300) kA

 Thời gian đầu sóng ( tds) : là thời gian dòng sét tăng từ 0 đến giá trị cực đại trong khoảng (1 - 100) às với tia đạo đầu tiờn và lặp lại tia sột (5 - 50) às

 Độ dốc dòng điện sét là tỷ sốa= dis / dt

 Độ dài dòng điện sét (ts): là thời gian đầu dòng điện sét đến khi dòng điện giảm bằng ẵ biờn độ trong khoảng từ (20 - 350) às

Các tác hại do sét gây ra:

Khi sét đánh trực tiếp do năng lượng của một cú sét lớn nên sức phá hoại của nó rất lớn khi một công trình bị sét đánh trúng trực tiếp có thể bị ảnh hưởng đến độ bền cơ khí, cơ học của các thiết bị trong công trình, nó có thể phá hủy công trình

- Gây cháy, nổ hư hại công trình

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

- Gây nhiễu loạn hay ngưng vận hành hệ thống

- Mất dữ liệu hay hư dữ liệu

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

- Gây chết người Ảnh hưởng do sự lan truyền song điện từ gây bởi dòng điện sét: khi xảy ra phóng điện sét sẽ gây nên một sóng điện từ tỏa ra xung quanh với tốc độ rất lớn, trong không khí tốc độ của nó tương đương tốc độ ánh sáng, sóng điện từ truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin … gây quá điện áp tác dụng lên các thiết bị trong công trình, gây nên hư hỏng đặc biệt là các thiết bị nhạy cảm: thiết bị điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính … gây ra những thiệt hại rất lớn

Cường độ họat động của dông sét được thể hiện qua số ngày dông trong một năm và mật độ sét tại khu vực

Mật độ sét là số lần sét đánh trên 1km² bề mặt trong một năm và có thể xác định theo biểu thức:

- Nd: mật độ sét (lần/ km².năm)

- Td: số ngày dông trong một năm

Giải pháp chống sét toàn diện 6 điểm:

- Thu sét tại điểm định trước

- Dẫn sét sống đất an toàn

- Tản nhanh năng lượng sét vào đất

- Đẳng thế các hệ thống đất

- Chống sét lan truyền theo đường cấp nguồn

- Chống sét lan truyền theo đường tín hiệu.

Phương án chống sét

Sau khi tìm hiểu nghiên cứu chi tiết về đặc điểm địa hình, địa chất, sơ đồ mặt bằng tổng thể và tầm quan trọng của công trình Đưa ra phương án cho công trình là dùng chống sét đánh trực tiếp

Dùng 1 hệ thống chống sét trực tiếp sử dụng kim phóng điện sớm ESE của hãng LPI để bảo vệ cho toàn bộ cao ốc, dùng cáp thoát sét chống nhiễu ERICO để thoát sét Ưu điểm của kim thu sét ESE là bán kính lớn, dễ lắp đặt, tiết kiệm chi phí Ưu điểm của cáp thoát sét chống nhiễu: tản dòng sét hiệu quả và an toàn hơn cáp đồng trần Không gây hiện tượng sét đánh tạt ngang trong quá trình tản sét Có thể đi gần thiết bị điện tử nhạy cảm, dây điện lực, kết cấu kim loại và khu vực có người làm việc Chỉ cần một cáp thoát sét cho một công trình Dễ dàng lắp đặt, ít bảo trì

Không dùng dây đồng bản tráng thiếc để thoát sét, vì phương pháp này chỉ dùng cho các công trình có chiều cao nhỏ hơn 60m, không có các thiết bị viến thông hay các thiết bị nhạy cảm với xung sét, mức yêu cầu về thẩm mỹ và an toàn không quá cao

Tính chống sét theo QCVN 02-2009

8.3.1 Tần số sét đánh trực tiếp

Vì công trình trường ĐH SPKT TP.HCM nằm tại thành phố Thủ Đức thuộc TP.HCM nên có N g max = 13.7 (lần/km 2 /năm) xem bảng 5.1

Tần số sét trực tiếp đánh chấp nhận được trên cấu trúc công trình N c

1 × 2 × 1 × 5= 5.5 × 10 −4 Trong đó: C: hệ số tổng hợp liên quan đến cấu trúc của công trình:

- C 2 = 1: Hệ số liên quan đến cấu trúc của công trình

- C 3 = 2: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công trình

- C 4 = 1: Hệ số liên quan đến tính năng của công trình

- C 5 = 5: Hệ số phụ thuộc vào tác hại của sét đến công trình

( Các hệ số C được tra ở bảng B5, B6, B7, B8 theo tiêu chuẩn NFC17-102 của Pháp)

Sử dụng công thức (1) ở mục 7.2 - TCXDVN 9385-2012 diện tích thu sét Ac (m 2 ) được tính như sau:

8.3.3 Xác suất sét đánh vào công trình trong 1 năm:

Sử dụng công thức (2) trong mục 9.2 - TCXDVN 9385-2012 là:

8.3.4 Sử dụng các hệ số điều chỉnh, các hệ số sau lần lượt được áp dụng: (xem bảng 5, 6,7, 8, 9 TCXDVN 46-2007)

Hệ số A = 1,7 (Trường học, bệnh viện, nhà trẻ mẫu giáo,…)

Hệ số B = 0,1 (Bê tông cốt thép có mái bằng kim loại)

Hệ số C = 1.7 (Trường học, bệnh viện, nhà trẻ mẫu giáo, nơi tập trung đông người)

Hệ số D = 0.4 (Công trình được xây dựng cạnh khu vực ít công trình khác hoặc có nhiều cây xanh và có chiều cao tương đương hoặc cao hơn )

Hệ số E = 0,3 (Đồng bằng, trung du)

Xác suất sét đánh tổng hợp là: 7.96 × 10 −3 × 0.03468 = 2.76 × 10 −4 < 5.5 × 10 −4

 Kết luận: Không cần lắp đặt hệ thống chống sét.

Thiết kế hệ thống nối đất an toàn

Việc lựa chọn các biện pháp bảo vệ chống điện giật, chống cháy nổ hợp lý liên quan trực tiếp đến qui cách nối đất của hệ thống cung cấp điện

Sự lựa chọn đúng các khí cụ điện bảo vệ thông số dòng điện, điện áp định mức, cũng như việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật an toàn điện phụ thuộc một phần vào sự bố trí nối đất của hệ thống điện Hệ thống điện phân phối được phân loại theo tiêu chuẩn IEC

60364-3, dựa vào cách bố trí hệ thống nối đất Theo tiêu chuẩn này, một hệ thống điện được định nghĩa bằng hai chữ cái, đó là hệ thống điện IT, TT, TN Bên cạnh đó còn dùng thêm một hoặc hai chữ cái nữa để chỉ cách bố trí dây trung tính và dây bảo vệ, chẳng hạn như hệ thống điện TN-C, TN-S, TN-CS

Dựa vào bảng 3.1, trình bày phạm vi ứng dụng của các hệ thống nối đất theo loại mạng điện, loại tải và tính chất của thiết bị Ta lựa chọn hệ thống điện IT để bảo vệ cho công trình với loại tải nhảy cảm với dòng sự cố lớn (động cơ, )

8.4.2 Tính toán nối đất cho công trình

Các cọc thép được bố trí nằm chôn sâu dưới đất một khoảng h

Sử dụng cọc thép bọc đồng chiều dài 3 (m), đường kính 16 (mm), đặt dọc theo chu vi của toà nhà, cách mép toàn nhà 2 (m) Các cọc bố trí cách nhau 6m theo chiều dài và 7 (m) theo chiều rộng Tổng số cọc sử dụng là 20 cọc Các cọc được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần tiết diện 50 (mm 2 ) Cáp và cọc đặt ở độ sâu chôn là 0.8 (m) so với mặt đất Điện trở suất tính toán:  u K m  1.4150210m Điện trở nối đất của một cọc:  

(Tra bảng 3.7 Công thức tính điện trở nối đất của các kiểu nối đất Giáo trình An toàn điện, thầy Quyền Huy Ánh)

Với số cọc là 20, tỷ số a/l=6/3=2, (tra bảng 3.8 GT An toàn điện Thầy Quyền Huy Ánh), tra được  c 0.68 Điện trở của hệ thống:

 Đường kính cáp đồng trần tiết diện 50 (mm 2 ), d (mm) Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối với các cọc có tổng chiều dài:

L`*2+14*28m Chôn sâu so với mặt đất là 0.8 (m)

Tra bảng tìm được hệ số sử dụng thanh  th 0.38, điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh nối theo mạch vòng:

 Điện trở nối đất của toàn hệ thống:

 Đạt yêu cầu tiêu chuẩn

Hình 8.3 Tiêu chuẩn chống sét

TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT

Tính toán dung lượng bù

Trước khi tính toán dung lượng bù cần lưu ý 1 số điều sau:

- Để nâng cao cos đến mức có thể rất được quan tâm, nghĩa là không phải nâng cos lên đến đơn vị là tốt vì hai lý do:

 Các hộ dùng điện xoay chiều cần tiêu thụ công suất phản kháng để tạo ra từ trường

 Nâng cos lên gần xấp xỉ đơn vị (0,951) sẽ ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống điện

- Thường lấy cosφ = 0,9 làm cơ sở đề ra chính sách giá tiền điện Vậy nên nâng cos lên 0.9 là hiệu quả nhất

- Cos chia thành cos tức thời và cos trung bình

Dung lượng bù được xác định theo biểu thức:

Qb = P(tgφ1 – tgφ2 ) = P.K (kVAr) Trong đó:

- P là công suất định mức (kW)

- tgφ1 là tgφ góc lệch pha trước khi bù

- tgφ2 là tgφ góc lệch pha sau khi bù

Hệ số công suất cos của toàn công trình là:

- Dung lượng tính toán của MBA:

- Hệ số công suất trung bình của công trình: cosφ tb = cos (arctg (Q tt

- Xác định dung lượng cần bù cho công trình:

 Muốn nâng cosφ tb từ 0.66 lên cosφ = 0.9, tra bảng được hệ số K=0.65

Tính toán bù nền và bù ứng động cho công trình

Chọn chế độ làm việc cho công trình:

- Từ 0h –4h: 20% công suất của toàn xưởng tương đương 17.8 kVA

- Từ 4h – 8h: 40% công suất của toàn xưởng tương đương 35.7 kVA

- Từ 8h - 12h: 100% công suất của toàn xưởng tương đương 89.2 kVA

- Từ 20h – 0h: 20% công suất của toàn công trình tương đương 17.8 kVA

Từ đó ta có đồ thị phụ tải như sau:

THỜI GIAN (H) ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

Tính toán dung lượng bù cho công trình:

Bảng 9.1 Tính toán dung lượng bù

Giờ làm việc trong ngày 0h-4h 4h-8h 8h-12h 12h-14h 14h-18h 18h-20h 20h-24h

 Chọn tụ bù Nuintek 3P 440V 50Hz - Tụ bù khô | Nuintek KNE-

4438205S có dung lượng bù là 5 (kVAr)

Hình 9.1 Hình ảnh của tụ bù Nuintek KNE-4438205S

THỐNG KÊ VẬT TƯ

Bảng 10.1 Thống kê thiết bị cho công trình

STT TÊN SẢN PHẨM SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ

3 SM341C 26S/940 SRD PCS SWZU L150 WH 96 Cái

Bảng 10.2 Thống kê dây dẫn của công trình STT Tên sản phẩm Tổng chiều dài Đơn vị

Tiêu đề	Thiết kế cung cấp điện cho một công trình
Tác giả	Nguyễn Đức Khang, Hà Như Lắm
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Ngọc Âu
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
Chuyên ngành	Hệ thống kỹ thuật công trình xây dựng
Thể loại	Đồ án hệ thống điện công trình
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	2,48 MB