THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG

Xuất phát từ các yêu cầu trên cùng với kiến thức đã được học em được phân công làm đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG.. Chọn thiết b

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

và sinh hoạt cho khu vực đó

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

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

và xây dựng

Xuất phát từ các yêu cầu trên cùng với kiến thức đã được học em được phân công làm đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG

Trong quá trình hoàn thành đồ án, với sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy TRẦN QUANG KHÁNH, em đã hoàn thành bản đồ án môn học Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế bên cạnh vốn kinh nghiệm tích lũy ít ỏi, nên bản đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Do đó em mong được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN QUANG KHÁNH, là người trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành bản đồ án này, các thầy cô trong khoa điện nói riêng và các thầy cô trong trường Đại Học Điện Lực nói chung

Hà Nội, tháng 5 năm 2011

Sinh viênNguyễn Sỹ Tùng

ĐỒ ÁN 3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ CAO TẦNG

***********************

Đề bài:

Thiết kế cung cấp điện cho một khu chungcư thuộc khu vực nội thành của

mỗi tầng là H, m Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng 5 lần chiều cao

suất vô cùng lớn, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường của tòa nhà là L, mét

trung bình là ε =0,6; hệ số cosφ = 0,65 Thời gian sử dụng công suất cực đại

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf = 24 h; Suất thiệt hại do mất điện là:

gth = 5500đ; Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính: Pt = P0.[1+α.(t-t0)] với suất tăng trung bình hằng năm là α = 4,5% P0 là công suất tính toán năm hiện tại t0 Chu kỳ thiết kế là 7 năm Hệ số chiết khấu i = 0,1;

Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện

Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện chung cư cao tầng:

Số lượng,công suất máy bơm

(kW)

H(m)

TM(h)

L(m)

1 Tính toán nhu cầu phụ tải

1.1 Phụ tải sinh hoạt

2.2 Lựa chọn phương án (so sánh ít nhất 2 phương án):

- Sơ đồ mạng điện bên ngoài

- Sơ đồ mạng điện trong nhà

3 Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn

3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp

3.2 Chọn tiết diện dây dẫn

4 Chọn thiết bị điện

4.1 Tính toán ngắn mạch

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp

4.3 Chọn thiết bị của các tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bào vệ và đo lường…)4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ

5 Tính toán chế độ mạng điện

5.1 Tổn thất điện áp

5.2 Tổn thất công suất

5.3 Tổn thất điện năng

6 Thiết kế mạng điện một căn hộ

6.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

6.2 Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ

1 I - THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI

Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực.Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ lệ phần lớn hơn so với phụ tải động lực

Theo bảng số liệu thiết kế trên ta có:

Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình

sử dụng bếp gas là (Bảng 10.pl):

P0 = 1,62 kW/hộ

1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư

Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại t0 = 0, áp dụng mô hình dạng:

Pt = P0.[1+α(t-t0)]

Trong đó: P0 - phụ tải năm cơ sở t0;

-α suất tăng phụ tải trung bình hàng năm, -α = 4,5%;

Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như sau:

Bảng 1.1: Suất tăng phụ tải hằng nămPhụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại trang bị thấp Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện dùng trong nấu bếp thường chiếm tỷ

trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu theo sự trang bị ở nhà bếp Dưới góc độ này

có thể phân loại căn hộ: dùng bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp (vừa dùng gas vừa dùng điện)

 Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:

0 1

kcc - hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%,tức là kcc

= 1,05)

kdt - hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl

P0 - suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ,xác định theo bảng 10.pl

khi - hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc

k hi = + F i−F tc

Trong đó: Fi- diện tích căn hộ loại i, m2;

Diện tích tiêu chuẩn: Ftc = 70 m2

* Tìm hệ số kđt:

Dựa vào bảng 1.pl thì số hộ là 96 hộ không có trong bảng số liệu trên.Từ đây ta

Với diện tích tiêu chuẩn 70mm2 thì

Bảng 9.pl Hệ số công suất các hộ dùng điện

Với hộ gia đình dùng bếp gas thì hệ số công suất cosφ = 0,96 ; tgφ = 0, 29

Công suất toàn phần của phụ tải sinh hoạt là:

Chiếu sáng trong nhà đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải sinh

hoạt, đã có nhân với hệ số kcc (lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt)

Chiếu sáng bên ngoài: Tính toán theo mật độ chiều dài (phụ thuộc vào chiều dài

chung quanh căn hộ); bồn hoa… quy về diện tích một con đường để tính

Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng 5 lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là pocs2 = 0,03 kW/m

6,84 0,41

5

P

k

04 , 0 0,04

=

1.3 Xác định phụ tải động lực

Phụ tải động lực trong các khu nhà chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt, thông thoáng… Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức:

P = kdl nc.dl P + Ptm vs-ktTrong đó: P dl là công suất tính toán của phụ tải động lực, kW

P vs kt− là công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật.

1.3.1 Xét với thang máy

Công suất tính toán của thang máy là:

n Σ

Ptm = knc-tm Ptmi

i=1 ∑

Trong đó: n là số lượng thang máy

k

nc tm− là hệ số nhu cầu của thang máy xác định theo bảng 2.pl.

Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

Ptm= Pdm.tm ε

ε là hệ số tiếp điện của thang máy (chọn ε = 0,6);

Áp dụng vào thiết kế chung cư cụ thể ta có:

Chung cư có 1 thang máy nhỏ và 1 thang máy lớn.Công suất định mức tương ứng của các thang máy là: 7,5 và 16

Công suất tính toán đổi về chế độ làm việc dài hạn là:

Theo bảng 2.pl về hệ số nhu cầu thang máy thì trong thiết kế này có 12 tầng

và 2 thang máy nên hệ số knc-tm= 1

i=1

P = k ∑ PTrong đó: k nc là hệ số nhu cầu của thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (bơm)

P bomi là công suất của bơm thứ i

Trong thiết kế này thì tổng số máy bơm là 11 máy và chia làm 4 nhóm như bảng trên Ta tính toán cho từng nhóm riêng:

Nhóm Pbơmi, kWCấp nước sinh

Bảng 1.3: Tổng hợp công suất hệ thống bơm

→ Công suất tính toán của toàn trạm bơm là:

 Tổng hợp tính toán công suất cho phụ tải động lực

Công suất tính toán cho phụ tải động lực là:

5

75,851 0,41

5

P k

0,04 0,04

1.4 Tổng hợp phụ tải

Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh hoạt xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm động lực xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu sáng

Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương pháp

Nhận xét: Từ kết quả tính toán ta thấy công suất của phụ tải động lực lớn

hơn rất nhiều so với phụ tải chiếu sáng và phụ tải sinh hoạt Hệ số công suất của phụ tải động lực nhỏ nhất vì chúng tiêu thụ một lượng công suất phản kháng lớn

Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ

2 CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí hai đường dây hỗ trợ dự phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có

sự cố ở một trong hai đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ; các mạng điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau Mạch chiếu sáng trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định

Đường dây chính Đường dây dự phòng

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng

Tầng 1

Tầng 2÷12

1P 1P

Hì

nh 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 tầng

1 - cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau; 2 - cơ cấu chuyển mạch; 3 - áptomat tổng; 4 - đường dây cung cấp điện cho căn hộ; 5 - điểm đấu dây của các thiết bị dịch vụ chung; 6 - đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang;7 - đường dây cung cấp chomạng điên bên ngoài; 8 - đường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng kĩ thuật tầng hầm và kho; 9 - đường dây cung cấpcho các thiết bị động lực,thang máy; 10 - công tơ điện năng tác dụng; 11 - cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố; 12 - tủ phân phối tầng; 13 - đường trục đứng; 14 - cầu dao;15 - công tơ; 16 - aptốmat mạch điện căn hộ; 17 - áptomat

đường trục đứng; 18 - đèn hiệu; 19 - cơ cấu chuyển mạch; 20 - tụ chống nhiễu; 21

- mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang; 22 - tế bào quang điện; 23 - rơle thời gian; 24 - bảng điện chiếu sáng

2.1 Lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp

Như đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ tải, tuy nhiên không phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do về kiến trúc, thẩm mỹ và điều kiện môi trường Đã từng xảy ra các trường hợp phàn nàn về tiếng ồn của máy biến áp đặt bên trong tòa nhà Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạm biến áp có thể bố trí bên ngoài Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân Trạm biến áp cũng có thể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà Phương án đặt trạm biến áp ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu

ý đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm Nhìn chung, để chọn

vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âm tốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong công trình công cộng 20 TCN 175 1990 Trạm phải có tường ngăn cháy cách li với phòng kề sát và phải có lối ra trực tiếp.Trong trạm có thể đặt máy biến áp (MBA)

có hệ thống làm mát bất kì

Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm.Vì những lý do sau:

+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ

+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người

+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra

2.2 Lựa chọn phương án

Tính toán lựa chọn so sánh 2 phương án:

Phương án 1 - Hai trục đứng cấp điện cho các căn hộ qua các tầng

Phương án 2 - Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng

2.2.1 Phương án 1

* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời

- Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phối đầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộc vào

sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối

thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh

- Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:

* Sơ đồ mạng điện bên trong nhà

Hình2.3 Sơ đồ mạng điện cung cấp cho

chung cư 12 tầng

1, 2 – đường dây cung cấp chính;

3, 4 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển

mạch

1 2

Các tòa nhà ở

- Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiện với các đường trục đứng Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặt các đường trục đứng.

Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 Tầng 4 Tầng 5 Tầng 6 Tầng 7 Tầng 8 Tầng 9 Tầng 10 Tầng 11 Tầng 12

Hình 2.4 Sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng

2.2.2 Phương án 2

* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời

Đường dây chính

lực

(1)

Tủ phân phối tòa nhà

Hình 2.5 Sơ đồ mạng điện ngoài trời chung cư 12 tầng với 1 đường dây chính

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho cả chung cư, động lực và chiếu sáng Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấp điện liên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án 1

* Sơ đồ mạng điện trong nhà

Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 Tầng 4 Tầng 5 Tầng 6 Tầng 7 Tầng 8 Tầng 9 Tầng 10 Tầng 11 Tầng 12

Hình 2.6 Sơ đồ 1 trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng

Nhận xét: Có rất nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư, nhưng nếu

sử dụng phương án sơ đồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra Vì vậy, ta sử dụng sơ đồ mạng điện trong nhà theo phương án 1.

3 CHƯƠNG 3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN 3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp

Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên tục, chất lượng và an toàn Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2 nên dùng không ít hơn 2 máy Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công suất khu vực đó thì ít nhất mỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất của khu vực đó Khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến

áp phải có dung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó Ở chế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện

- Phương án 1: dùng 2 máy biến áp: 2 x 100 kVA

- Phương án 2: dùng 1 máy biến áp 160 kVA

Các tham số kĩ thuật máy biến áp do ABB sản xuất: (Bảng 21.pl và 30.pl):

Bảng 3.1: Tham số kĩ thuật MBA do ABB sản xuất

Vì máy biến áp có thể làm việc quá tải trong một thời gian nhất định nên ta chọn hai phương án trên để có thể tiết kiệm được chi phí, nhưng dưới góc độ kỹ

thuật các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: đối với phương án

1, khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp máy còn lại sẽ phải gánh 1 phần phụ tải,

còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố

trong máy biến áp Để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp

Trước hết cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp

Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức:

dk max

cos

=ϕ

+ Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có

sự cố 1 trong 2 máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là:

1 6

Y = S cosφ t g = 19,365.0,86.24.5500 = 2,198.10 đ

+ Xác định tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

Y i

(10 6đ

)

ΔA (kWh)

Sth (kVA)

Yi (10 6đ )

ΔA (kWh)

3.2 Chọn tiết diện dây dẫn

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có

sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định

Trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng: ΔUcp1= 1,5 %

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình: ΔUcp3= 1 %

3.2.1 Chọn dây dẫn từ lưới đến TBA

Ta chọn dây dẫn cao áp theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện Căn

- Dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây được xác định theo biểu thức:

ttΣ M

n 3.U 2 3.22Với n là số lộ đường dây, sơ bộ chọn 2 lộ đường dây từ nguồn lấy điện vào trạm biến áp để đảm bảo an toàn cung cấp điện

- Tiết diện kinh tế của dây dẫn cần thiết là:

2 M

kt kt

I 1,932

F = = = 1,756mm

- Đối với dây nhôm ở cấp điện áp 22kV, đường dây cao áp tối thiểu không nhỏ

* Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

- Với dây A-16, khoảng cách trung bình giữa các dây là 0,6 m, tra bảng thông số dây A-16 ( bảng 2 và bảng 3 Sách Mạng lưới điện) ta có:

- Mặt khác, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường của tòa nhà là L = 87m, và

do TBA đặt tại tầng hầm nên sơ bộ chọn l = 87m

- Ta có: ∆Ubt.cp = 5% Uđm = 5% 22 = 1,1kV = 1100 V

Như vậy, ∆U < ∆Ubt.cp, dây dẫn A-16 thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

3.2.2 Chọn dây dẫn từ TBA đến tủ phân phối

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòng thông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn chính

từ máy biến áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại

Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng.Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng.Ngoài ra nó còn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm…

Sơ bộ chọn chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 20 m Chọn dây cáp lấy điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối theo mật độ kinh tế của dòng điện, với số lộ đường dây là n = 2.

- Dòng điện lớn nhất chạy qua dây cáp được xác định:

A 111,854 0,38

3 2.

147,24 U

3 n.

M

3,1

111,854 J

* Kiểm tra các điều kiện:

- Điều kiện hao tổn điện áp thực tế:

3 2

147,24 U

3

S I

141 A (bảng 18pl.) Dòng điện cho phép hiệu chỉnh là:

Icp = k1.k2.k3.Icpn = 0,95.1.0,96.141 = 128,592 A

- Điều kiện ổn định nhiệt: Để kiểm tra các điều kiện nhiệt, trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ.

1

lHT

r

0,38 Z

3

U I

k

Tiết diện tối thiểu của dây cáp:

2 t

k k

115

0,5 6320.

C

t I

Ta thấy Fmin< Fc = 50 mm2 Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

Như vậy ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối.

3.2.3 Chọn dây dẫn đến tủ phân phối các tầng

3.2.3.1 Phương án 1: Hai trực đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng.

Hai đường dây cung cấp điện cho các tầng, một đường dây cung cấp cho số tầng lẻ, một đường dây cung cấp cho số tầng chẵn Như vậy mỗi đường dây chịu một nửa tổng công suất sinh hoạt của chung cư

Hình 3.1 Sơ đồ 2 trục đường dây lên các tầng

Ssh , kVA Ssh/2 , kVA Psh , kW Psh/2 , kW Qsh , kVAr Qsh/2 , kVAr

Bảng 3.2: Phụ tải sinh hoạt của tòa nhà

* Xét đường dây cung cấp cho số tầng chẵn:

được chọn là dây cáp đồng, ta có Jkt = 3,1 A/mm2

- Dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua dây cáp là:

A 54,64 0,38

3 1.

35,96 U

3 n.

M

3,1

54,64 J

* Kiểm tra các điều kiện:

- Điều kiện tổn thất điện áp

.k k k

Do Icp > IM nên cáp đã chọn thõa mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng

- Điều kiện ổn định nhiệt:

Trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ Sự cố nghiêm trọng nhất xảy ra ở sau phụ tải thứ nhất của đường dây, khi đó khoảng cách ngắn mạch sẽ là l =l1 + l2 , với l2 = 3,8m

+ Sơ đồ ngắn mạch:

Ω 0,00304 1

0,8.0,0038 n

.l r

Ω 0,0003 1

8 0,07.0,003 n

.l x

R R Z

2 2

2 d2 d B

2 d2 d B k

= +

+ +

+ +

=

+ + + +

+

=

+ Giá trị dòng ngắn mạch ba pha:

kA 5,96 0,0368

3

0,38 Z

3

U I

k

+ Tiết diện tối thiểu của dây cáp:

2 t

k k

115

0,5 5960.

C

t I

Ta thấy Fmin> F1 = 25 mm2 Như vậy cáp đã chọn chưa đảm bảo yêu cầu ổn định nhiệt Do vậy ta chọn cáp XLPE-50 (Do cáp 3XLPE-25 đã thỏa mãn điều kiện tổn hao điện áp và điều kiệt đốt nóng, nên ta không cần kiểm tra lại)

Giá trị dòng ngắn mạch ba pha là: Ik = 6,13 kA

Tiết diện tối thiểu của dây cáp là: Fmin = 37,69

Như vậy, ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn đến tủ phân phối các tầng.

3.2.3.2 Phương án 2:

Hình 3.2.Sơ đồ một tuyến đường dây gồm 2 lộ cung cấp điện cho toàn chung cư

Jkt= 3,1 A/mm2

- Dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua dây cáp là:

A 54,64 0,38

3 2.

71,92 U

3 n.

M

3,1

54,64 J

* Kiểm tra các điều kiện

- Điều kiện tổn thất điện áp

Ta có:

V 7,072 0,0456

0,38

20,02.0,07 71,92.0,8

.l U

.x Q r P

Ta có: ΔU3 > ΔUcp2 = 2,5%.Uđm = 9,5V, cáp được chọn thõa mãn yêu cầu tổn thất

điện áp

- Điều kiện phát nóng:

A 162,336 6.2.89

0,95.1.0,9 I

.k k k

Do Icp > IMax.sc = 2.IMax =2.54,64 = 109,28 A nên cáp đã chọn thõa mãn yêu cầu về

điều kiện đốt nóng

- Điều kiện ổn định nhiệt:

Trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ Sự cố

nghiêm trọng nhất xảy ra ở sau phụ tải thứ nhất của đường dây, khi đó khoảng

cách ngắn mạch sẽ là l = l1 + l3, với l3 = 3,8 m

+ Sơ đồ ngắn mạch:

1

lHT

0,8.3,8.10 n

.l r R

3 3

0

3

0 3 d3

0,38 Z

3

U I

k3

+ Tiết diện tối thiểu của dây cáp là:

2 t

k k

115

0,5 6290.

C

t I

nhiệt Do vậy ta chọn cáp XLPE-50 (Do cáp 3XLPE-25 đã thỏa mãn điều kiện tổn hao điện áp và điều kiệt đốt nóng, nên ta không cần kiểm tra lại)

Giá trị dòng ngắn mạch ba pha là: Ik = 6,22 kA

Tiết diện tối thiểu của dây cáp là: Fmin = 38,25 mm2

Như vậy, ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn đến tủ phân phối các tầng.

.0,4.0,087 0,38

10,01 34,52

.τ l r U

Q P

2

2 2

1 0 2

2 sh/2

2 sh/2

- Chi phí do tổn thất điện năng là:

đ 871.10 1000

871,113.10 c

ΔA

- Suất vốn đầu tư của cáp 3XLPE-50 mã chữ A2 là: V1 = 571.106 đ/km (bảng 32.pl)

- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3, 6

10 0,146.571.

C p.V

1 1

.0,4.0,091 0,38

20,02 69,04

.τ l r U

Q P

2

2 2

pa2 0 2

2 sh

2 sh

- Chi phí do tổn thất điện năng là:

đ 3485.10 1000

3485.10 c

ΔA

Δ 2

- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

tc kh

p = a + a 0,11 0, 036 0,146

- Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

đ 0 3568,366.1 3485.10

10 0,146.571.

C p.V

1 1

Bảng 3.3: Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây đến các tầng

Kết luận: So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều

đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương

án 1 nhỏ hơn phương án 2 nên ta chọn dây dẫn được theo phương án1.

3.2.4.1 Thang máy có công suất lớn (P = 16 kW)

-Công suất phản kháng của thang máy là

tm2 tm2 tm

Q = P tgφ = 12,394 1,17 = 14,501 (kVAr)

- Công suất toàn phần của loại thang máy này là:

tm2 tm2

S = = = 19,068 (kVA)

cosφ 0,65

được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)

- Ta có:

tm2 2n

n 3.U 1 3.0,38

2 2n

kt2 kt

Do Icp > IMax = 28,971 A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng

3.2.4.2 Thang máy có công suất nhỏ (P = 7,5 kW)

- Công suất phản kháng của thang máy là

tm1 tm1 tm

Q = P tgφ = 5,809 1,17 = 6,797 (kVAr)

- Công suất toàn phần của loại thang máy này là:

tm1 tm1

được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)

- Ta có:

tm1 2n

Do Icp > IMax = 13,578A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.

3.2.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm

3.2.5.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ phân phối trạm bơm

được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)

- Ta có:

bomΣ 2n

kt kt

3.2.5.2 Chọn dây dẫn từtủ phân phối trạm bơm đếm bơm sinh hoạt.

Sơ bộ chọn chiều dài chung cho các đoạn đường dây từ tủ phân phối trạm

dây được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)

Ta có:

bom 2n

kt kt

I 92,45

F = = = 29,82 mm

Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl và 18.pl

ta chọn cáp XLPE-35 với các thông số sau:r0 = 0,57Ω/km, x0 = 0,06Ω/km; Icp =

Do Icp > IMax = 92,45 A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng

Tính toán tương tự cho các loại bơm thoát nước, bể bơi và cứu hỏa, ta có bảng sau:

XLPE-0,57

0,06

1,41

114,912Tho

0,091,61

0,07

1,10

Bảng 3.4: Thông số các loại dây dẫn cho các trạm bơm

3.2.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

- Chọn hệ thống chiếu sáng trong nhà là mạng điện 1 pha 220 V như hình vẽ trên