Thiết kế cung cấp điện cho cao ốc văn phòng – trung tâm thương mại Citilight Tower

Cần chú ý rằng chiều cao htt đối với đèn huỳnh quang không được vượt quá 4 m, nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc không đủ.

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

1.1 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG:

- Chiếu sáng làm việc: dùng để đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình thường

của người, vật và phương tiện vận chuyển khi không có hoặc thiếu ánh sáng

tự nhiên

- Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn tiếp tục làm việc trong một thời gian hoặc

đảm bảo sự an tồn của người đi ra khỏi nhà khi hệ chiếu sáng làm việc bị hưhỏng hay bị sự cố

- Chiếu sáng an tồn: để phân tán người (trong nhà hoặc ngồi trời) cần thiết ở

những lối đi lại, những nơi trong xí nghiệp và công cộng có hơn 50 người, ởnhững cầu thang các tồ nhà có từ 6 tầng trở lên, những phân xưởng có hơn 50người và những nơi khác hơn 100 người

- Chiếu sáng bảo vệ: cần thiết trong đêm tại các công trình xây dựng hoặcnhững nơi sản xuất

1.1.1 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ:

a/ Chọn nguồn sáng:

ù chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau đây:

- Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof

Sự lựa chọn TBCS phải dựa trên điều kiện sau:

- Tính chất của môi trường xung quanh

- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và sự giảm chói

- Các phương án kinh tế.

d/ Chọn độ rọi E:

Việc chọn độ rọi phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Loại công việc, kích thước các vật, sự sai biệt của vật và hậu cảnh

- Mức độ căng thẳng của công việc

- Lứa tuổi người sử dụng

- Hệ chiếu sáng, loại nguồn sáng lựa chọn

e/ Chọn hệ số dự trữ k (hệ số bù d):

Trong thiết kế chiếu sáng, khi tính công suất cần phải chú ý trong quá trình vận hànhcủa hệ chiếu sáng, giá trị độ rọi trên mặt phẳng làm việc giảm Những nguyên nhânchính làm giảm độ rọi E là: giảm quang thông của nguồn sáng trong quá trình làm việc,giảm hiệu suất của đèn khi TBCS, tường, trần bị bẩn Như vậy, khi tính công suất nguồnsáng để đảm bảo giá trị tiêu chuẩn trên mặt phẳng làm việc trong quá trình vận hành củaTBCS cần phải cho thêm một hệ số tính đến sự giảm độ rọi E Hệ số đó gọi là hệ số dựtrữ k (Liên Xô cũ) hay hệ số bù d (Pháp)

1.1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG:

Có nhiều phương pháp tính tốn chiếu sáng như:

- Liên Xô có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau:

+ Phương pháp hệ số sử dụng

+ Phương pháp công suất riêng

+ Phương pháp điểm

- Mỹ có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau:

+ Phương pháp quang thông

+ Phương pháp điểm

- Còn ở Pháp thì có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau:

+ Phương pháp hệ số sử dụng

+ Phương pháp điểm

và cả phương pháp tính tốn chiếu sáng bằng các phầm mềm chiếu sáng

Tính tốn chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng [2] gồm có các bước:

1/ Nghiên cứu đối tượng chiếu sáng

2/ Lựa chọn độ rọi yêu cầu

3/ Chọn hệ chiếu sáng

4/ Chọn nguồn sáng

6/ Lựa chọn chiều cao treo đèn:

Tùy theo: đặc điểm của đối tượng, loại công việc, loại bóng đèn, sự giảm chói, bềmặt làm việc Ta có thể phân bố các đèn sát trần (h’=0) hoặc cách trần một khoảng h’.Chiều cao bề mặt làm việc có thể trên độ cao 0.8 m so với sàn (mặt bàn) hoặc ngay trênsàn tùy theo công việc Khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt= H - h’-0.8

Cần chú ý rằng chiều cao htt đối với đèn huỳnh quang không được vượt quá 4 m,nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc không đủ Còn đối với các đèn thủy ngân cao

áp, đèn halogen kim loại… nên treo trên độ cao từ 5m trở lên để tránh chói

7/ Xác định các thông số kỹ thuật ánh sáng:

- Tính chỉ số địa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học của địa điểm

(1.2)Với: a,b – chiều dài và rộng của căn phòng; htt – chiều cao h tính tốn

- Tính hệ số bù: dựa vào bảng phụ lục 7 của tài liệu [2]

Với: h’ – chiều cao từ bề mặt đèn đến trần

Xác định hệ số sử dụng:

Dựa trên các thông số: loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, hệ số phản

xạ trần, tường, sàn ta tra giá trị hệ số sử dụng trong các bảng do các nhà chế tạocho sẵn

Trong đó: Etc – độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn (lux)

(1.6)Trong thực tế sai số từ –10% đến 20% thì chấp nhận được.

10/ Phân bố các bộ đèn dựa trên các yếu tố:

- Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói, đặc điểm kiến trúc của đối tượng,phân bố đồ đạc

- Thỏa mãn các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy và giữa các đèntrong một dãy, dễ dàng vận hành và bảo trì

11/ Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

(1.7)

Trên đây là phần lý thuyết về tính tốn chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng Sau đây là phần tóm tắt các bước trong tính tốn chiếu sáng theo phương

pháp trên:

1 – Kích thước: chiều dài a = (m); chiều rộng b= (m)

chiều cao H = (m); diện tích S= (m2)

1 – Kích thước: chiều dài a = 42.8 (m); chiều rộng b= 7.5 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 321 (m2)

2 – trần: vàng creme Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7

tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5

sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2

3 – Độ rọi yêu cầu: Etc= 300 (lx)

4 – Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 4000 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

6 – Chọn bóng đèn: loại: Multiclaude optique haut rendement

Ra= 85 Pđm=36 (w) Фđ= 3450 (lm) Tm= 4000 (0K)

7 – Chọn bộ đèn: loại: CFR 340

16 – Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

= 298 (lx)

Do cách bố trí của mặt bằng xây dựng nên khu vực văn phòng chia ra làm nhiều khunhỏ Nhưng yêu cầu về chiếu sáng và cách bố trí của các phần hồn tồn tương tự nhaunên tính gần đúng ta có kết quả ở các khu vực nhỏ của văn phòng như sau:

1 – Kích thước: chiều dài a = 18.1 (m); chiều rộng b= 4.3 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 77.83 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 5

1 – Kích thước: chiều dài a = 14.4 (m); chiều rộng b= 11.5 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 165.6 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 9

1 – Kích thước: chiều dài a = 7.8 (m); chiều rộng b= 3.3 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 25.74 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 2

1 – Kích thước: chiều dài a = 14.1 (m); chiều rộng b= 4.3 (m)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 3

1 – Kích thước: chiều dài a = 14.4 (m); chiều rộng b= 7.5 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 108 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 6

1 – Kích thước: chiều dài a = 7.8 (m); chiều rộng b= 3.3 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 25.74 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 2

Tổng số bộ đèn cung cấp cho khu vực văn phòng tầng 2 là N tổngbộđèn = 42 bộ (3x36W)

TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG TẦNG 2

Khu vệ sinh

1 – Kích thước: chiều dài a = 6 (m); chiều rộng b= 6 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 36 (m2)

2 – trần: vàng creme Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7

tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5

sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2

3 – Độ rọi yêu cầu: Etc= 150 (lx)

4 – Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

Chọn số bộ đèn: Nboden= 8

15 – Kiểm tra sai số quang thông:

= 0.001Kết luận: thỏa yêu cầu

16 – Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

= 150.2 (lx)

TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG TẦNG 2

Khu vực hành lang

1 – Kích thước: chiều dài a = 21 (m); chiều rộng b= 4.5 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 94.5 (m2)

2 – trần: vàng creme Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7

tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5

sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2

3 – Độ rọi yêu cầu: Etc= 150 (lx)

4 – Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

= 0.04Kết luận: thỏa yêu cầu

16 – Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

= 156 (lx)

Do cách bố trí của mặt bằng xây dựng nên khu vực hành lang chia ra làm nhiều khu nhỏ.Nhưng yêu cầu về chiếu sáng và cách bố trí của các phần hồn tồn tương tự nhau nên tínhgần đúng ta có kết quả ở các khu vực nhỏ của hành lang như sau:

1 – Kích thước: chiều dài a = 9 (m); chiều rộng b= 1.6 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 14.4 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 5

1 – Kích thước: chiều dài a = 8 (m); chiều rộng b= 1.6 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 12.8 (m2)

= > Số bộ đèn cần bố trí cho khu vực này là : Nbộ đèn= 5

Tổng số bộ đèn chiếu sáng cho khu vực hành lang là N ∑bộđèn = 30

TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG TẦNG 2

Khu Lobby, cầu thang

1 – Kích thước: chiều dài a =11 (m); chiều rộng b= 4.5 (m)

chiều cao H = 2.8 (m); diện tích S= 49.5 (m2)

2 – trần: vàng creme Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7

tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5

sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2

3 – Độ rọi yêu cầu: Etc= 150 (lx)

4 – Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

16 – Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

= 150.2 (lx)

Tính tốn tương tự cho các tầng hầm, tầng 1 và tầng mái Ta có bảng kết quả sau:

1/ CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ

Tầng chiếu sáng Vị trí Diện tích (m 2 )

Độ rọi Yêu cầu

E rc (lux)

bộ đèn

Tổng công suất (KW)

T m ( 0 K) bóng đèn Loại R a Ф đ (lm) máng đèn Loại sản phẩm Mã hiệu

Khu

Lobby,

Ghi chú: từ tầng 03 đến tầng 14 thì chiếu sáng tương tự như tầng 02.

Tổng công suất chiếu sáng trong nhà của tòa nhà P ∑ 102.5

Cột (3) – diện tích không gian chiếu sáng: được đo trên mặt bằng.

Cột (4) – độ rọi yêu cầu Etc: tra bảng tiêu chuẩn trong tài liệu [2]

Cột (5) – chọn nhiệt độ màu: dựa vào độ rọi yêu cầu, tra tài liệu [2]

Cột (6), (7), (8) – tra tài liệu [2]

Cột (9), (10) – dựa vào catalogue Lighting của Comet [10]

CHƯƠNG 2 CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trongkhoảng thời gian cho xem xét

- Hệ số đồng thời K đt: là tỉ số giữa công suất tác dụng tính tốn cực đại tại nút khảosát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính tốn cực đại của cácnhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó:

Kmax = (2.4)

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

Hệ số Kmax phụ thuộc vào số thiệt bị hiệu quả nhq (hoặc Nhq), vào hệ số sửdụng và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điệntrong nhóm Trong thực tế khi tính tốn thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong

Kmax= f(Ksd,nhq), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu

- Số thiết bị hiệu quả n hq:

Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khácnhau Khi đó ta định nghĩa nhq là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất địnhmức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính tốn bằng với phụ tải tiêu thụthực do n thiết bị tiêu thụ trên

- Hệ số nhu cầu K nc: là tỉ số giữa công suất tính tốn (trong điều kiện thiết kế)hoặc công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặt (công suấtđịnh mức) của nhóm hộ tiêu thụ

b/ Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn:

Mục đích của việc tính tốn phụ tải điện tại các nút nhằm:

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới1000V trở lên

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

Sau đây là một vài phương pháp xác định PTTT thường dùng:

- Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng theo đơn vị sản phẩm :

Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTT bằng phụ tảitrung bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khicho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian.

Trong đó: Mca - Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

Tca -Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W0- Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả một năm, PTTT được tính theocông thức sau:

(kW)(2.8)

Với Tlvmax[giờ]: thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm

- Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải tính trên một đơn vị sản xuất:

Nếu phụ tải tính tốn xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên mộtđơn vị là P0 thì

- Xác định phụ tải theo công suất đặt (P đ ) và hệ sốâ nhu cầu (K nc ):

Phụ tải tính tốn được xác định bởi công thức:

Trong công thức trên :

knc : hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo các số liệu thống kê củacác xí nghiệp, phân xưởng tương ứng

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

thiết bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ):

Công thức tính tốn:

Ptt = Pca = Kmax.Ksd.Pđm

Các bước tính tốn:

- Tính số thiết bị hiệu quả theo công thức (2.5)

- Tính hệ số sử dụng của nhóm thiết bị theo công thức (2.2)

- Xét các trường hợp:

+ Nếu nhq < 4 và n < 4 : Ptt = (2.14)+ Nếu nhq < 4 và n  4 : Ptt = Kpti (2.15)Với Kpti là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i Có thể lấy gần đúng:

Kpt = 0.75 (Chế độ làm việc ngắn hạn)

Kpt = 0.90 (Chế độ làm việc dài hạn)+ Nếu nhq  4:

-Tìm Kmax theo nhq và Ksd.-Xác định PTTT theo công thức:

Nếu có phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị Pcs và Qcs ,vào Ptt và

Qtt trong các công thức trên

+ Xác định phụ tải đỉnh nhọn:

Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (trong khoảngmột vài giây) Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn (Iđn).Dòng điện này thường được dùng để kiểm tra sụt áp khi mở máy, tính tốn chọn các thiết

bị bảo vệ…

Đối với một máy móc, thiết bị thì dòng đỉnh nhọn là dòng mở máy Còn đối vớinhóm thiết bị thì dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trongnhóm khởi động, còn các máy khác làm việc bình thường Do đó dòng đỉnh nhọn đượctính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ = Kmm.Iđm (đối với một thiết bị)

= Ikđmax+ Itt –Ksd.Iđmmax (đối với một nhóm thiết bị) (2.21)Trong đó: Kmm là hệ số mở máy :

+Với động cơ KĐB, rotor lồâng sóc Kmm = 57

+ Động cơ DC hoặc KĐB rotor dây quấn Kmm = 2.5+ Đối với MBA và lò hồ quang thì Kmm  3.

Ikđmax và Ksd là dòng khởi động và hệ số sử dụng của thiết bị có dòngkhởi động lớn nhất trong nhóm

Itt là dòng điện tính tốn của nhóm

hệ số đồng thời k đt

Vì Citilight Tower là một cao ốc văn phòng – trung tâm thương mại nên phụ tảicủa nó có những điểm đặc trưng riêng và tác giả nhận thấy phương pháp tính tốn phụ tảitheo hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt phù hợp với yêu cầu về thiết kế cung cấp

điện cho tòa nhà đặt ra Chính vì vậy phương pháp tính công suất phụ tải tính tốn

trong luận văn là tính theo phương pháp hệ số sử dụng K sd và hệ số đồng thời K đt

2.2 TÍNH TỐN PHỤ TẢI TÍNH TỐN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM

(các số liệu diện tích đo được trên mặt bằng)

MÁY LẠNH: cosK sd = 0.7 Điều hòa không khí trung tâm Tầng điều hòa Vị trí Diện tích (m 2 ) Chiều cao (m) Tiêu chuẩn điều hòa Công suất (Hp) Tổng công suất (Hp)

Tầng Nhóm Tuyến dây Chức năng Thông số điện Hệ số Công suất

V pha cosφ P(kw) K sd K sdnhóm K đt P(kw) S(kva)

S 3

ổ cắm đôiphòng quản lý

L 3

Đèn chiếu sángkhu vực trái

L 4

Đèn chiếu sángkhu vực

L 5

Đèn chiếu sángkhu vực

L 6

Đèn chiếu sángkhu vực phụ

Tầng Nhóm Tuyến dây Chức năng V Thông số điện pha cosφ P(kw) K Hệ số Công suất

S 3

ổ cắm điện khuvực

S 4

ổ cắm điện khuvực

S 5

ổ cắm điện khuvực

S 6

ổ cắm điện khuvực

Tầng Nhóm Tuyến dây Chức năng V pha Thông số điện cosφ P(kw) K Hệ số Công suất

L 5

Đèn chiếu sáng khu vực

S 2

ổ cắm điện khuvực

S 4

ổ cắm điện khuvực

vực phải sau

S 6

ổ cắm điện khuvực

L 2

Chiếu sángphòng kỹ thuật

L 3

Chiếu sángphòng kỹ thuật

2

P 1

Cấp nguồn chothiết bị

P 2

Cấp nguồn chomáy lạnhphòng kỹ thuật tầng mái

Tầng Nhóm Tuyến dây Chức năng V pha Thông số điện cosφ P(kw) K Hệ số Công suất

sd K sdnhóm K đt P(kw) S(kva)

S 1

ổ cắm điệnphòng kỹ thuật

S 2

ổ cắm điệnphòng kỹ thuật

S 3

ổ cắm điệnphòng kỹ thuật

Nhóm Tuyến dây Chức năng Thông số điện Hệ số Công suất

V pha cosφ P(kw) K sd K sdnhóm K đt P(kw) S(kva)

P 22

Tủ điện bơm chữa cháy

P 25

Tủ điện quạt hút tầng hầm

P 26

Tủ điện bơm nước sinh hoạt

P 27

Tủ điện bơm nước thải

Tổng công suất tác dụng tính tốn Ptt = 1038.446 KW.

Tổng công suất biểu kiến của tòa nhà: S∑= 1403.3 KVA

Tổng công suất dự phòng: Sdp=240 KVA (P=180 KW, cosφ=0.74)

Tổng công suất tính tốn của tồn bộ công trình: P∑tt = 1218.446 KW

Tổng công suất biểu kiến của tồn bộ công trình: S∑=1646.54 KVA

CHƯƠNG 3

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG3.1 TỔNG QUAN VỀ GIÁ TRỊ HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ BÙ CÔNG SUẤT:

Hệ số công suất cosφ (hoặc PF) là tỉ số giữa công suất tác dụng P(KW) và côngsuất biểu kiến S(KVA) Hệ số công suất lớn nhất bằng 1 và hệ số công suất càng lớncàng có lợi cho ngành điện lẫn khách hàng; vì khi đó P = S, tồn bộ công suất điện phát

ra sẽ được tiêu thụ bởi phụ tải điện mà không có bất kỳ tổn thất nào

Hệ thống điện xoay chiều cung cấp hai dạng năng lượng:

- Năng lượng tác dụng đo theo đơn vị kilowatt.giờ(kw.h) Năng lượng nàyđược chuyển sang công cơ học, nhiệt, ánh sáng,…

- Năng lượng phản kháng Dạng năng lượng này được chia làm hai loại:

+ Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính cảm (máy biến áp, động cơ điện,

…)+ Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính dung (điện dung dây cáp, tụ côngsuất,…)

Theo thống kê ta có các số liệu sau[3]:

- Động cơ không đồng bộ, chúng tiêu thụ khoảng 60 – 65% tổng công suấtphản kháng của mạng

- Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 – 25%

- Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng10%

Như vậy động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụnhiều công suất phản kháng nhất Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơnăng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện; còn công suất phản kháng Q là côngsuất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công

Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng thì

góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suấtcosφ của mạng được nâng cao, giữa P và Q và góc φ có quan hệ sau:

φ= arctg (3.2)Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đườngdây giảm xuống, do đó góc φ giảm, kết quả là cosφ tăng lên.

Hệ số công suất cosφ được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây:

1/ Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện

2/ Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện

3/ Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

3.2 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSφ:

3.3 VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ:

Việc tính tốn định mức bù tối ưu cho một mạng đã tồn tại có thể thực hiện theo nhữnglưu ý sau:

- Tiền điện trước khi đặt tụ bù

- Tiền điện sau khi đặt tụ bù

3.4 TÍNH TỐN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:

Hệ số công suất của công trình trước khi bù: cosφ1=0.74

Tổng công suất tác dụng tính tốn của công trình : Ptt=1218.446 KW

Công suất biểu kiến của công trình trước khi bù: S1=1646.54 KVA

Hệ số công suất của công trình sau khi bù: cosφ2=0.87

Công suất phản kháng cần phải bù để đạt được cosφ2=0.87 là:

Qbù= Ptt.(tgφ1-tgφ2) = 1218.446 x [tg(arcos0.74) – tg(arcos0.87)]= 420 KVAr

Vậy Qbù= 420 KVAr

Công suất biểu kiến của công trình sau khi bù:

Ta có công suất phản kháng trước khi bù:

Ucđm (KV)

Công suấtđịnh mức

Tổng công suất tính tốn của tồn bộ công trình: P∑tt = 1218.446 KW.

Tổng công suất tồn bộ công trình: S∑=1646.54 KVA

Bù hệ số công suất lên Cosφ= 0.87 Qbù=420 KVAR

Công suất tồn bộ công trình sau khi bù: Ssaubù= 1400 KVA

CHƯƠNG 4 NGUỒN DỰ PHÒNG4.1 MÁY PHÁT DỰ PHÒNG

Các phụ tải cần được cung cấp điện từ máy phát dự phòng của tòa nhà Citilight Towerlà:

- Nhóm 1 (tủ điện tầng 1 –> 14 + thang máy số 1) 217.87 KVA

- Nhóm 3 (hệ thống bơm, quạt, tủ điện tầng hầm, tầng mái) 175.84 KVA

- Hệ thống điều hòa không khí 242.16 KVA

636 KVA.

Cụ thể như sau:

- Vì đây là tòa nhà văn phòng – thương mại cao cấp nên hệ thống chiếu sángđòi hỏi phải được đảm bảo liên tục Mặt khác phụ tải chiếu sáng, hệ thống cấpnguồn cho mạng, điện thoại, ổ cắm của tồn bộ tòa nhà tiêu thụ một lượngcông suất không cao 175.78 KVA Chính vì vậy ta quyết định cung cấp điệncho tồn bộ cho tồn bộ hệ thống này từ máy phát dự phòng trong trường hợplưới điện quốc gia không thể cung cấp cho tòa nhà

- Hệ thống quạt, bơm phục vụ cho những nhu cầu sinh hoạt thiết yếu của conngười Công suất mà phụ tải quạt và bơm tiêu thụ không cao 175.195 KVAnên ta quyết định cung cấp tồn bộ công suất quạt bơm từ máy phát dự phòng

- Hệ thống điều hòa không khí là một phụ tải tiêu thụ công suất cao nhất củatòa nhà Chính vì điều này ta cần phải cân nhắc kỹ trong việc cung cấp điệncho hệ thống điều hòa không khí từ nguồn dự phòng Ta chỉ cho một chiller(công suất 242.16 KVA) hoạt động để điều hòa không khí ở những nơi thật sựcần thiết trong tòa nhà như các phòng hội nghị, phòng họp…

- Vì đây là tòa nhà 14 tầng nên việc di chuyển trong tòa nhà cần phải có sự trợgiúp của thang máy Chính vì vậy ta quyết định cung cấp điện cho 1 hệ thốngthang máy (công suất 50 KVA) từ nguồn điện của máy phát dự phòng

 Chọn máy phát dự phòng có công suất là 640 KVA.

Perkins 2800 – 640 KVA Generator.

Company Name: International Power Generation Ltd.

4.2 BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS – AUTOMATIC TRANSFER SWITCH

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP5.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

5.2 TÍNH TỐN TRẠM BIẾN ÁP

5.2.1 Trường hợp trạm biến áp có 1 máy biến áp:

+ Tính tốn chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra quá tải bình thường:

Tính tốn quá tải bình thường:

Đẳng trị đồ thị phụ tải (đtpt) nhiều bậc về đồ thị phụ tải tương đương có 2 bậc saocho nhiệt lượng tảo ra trong máy biến áp (MBA) là như nhau:

- Bước 2: Trong các vùng quá tải chọn vùng có ∑Si2Ti lớn nhất để tính S2đt.

+ Nếu S2đt > 0.9 Smax thì S2=S2đt, T2=∑Ti.+ Nếu S2đt ≤ 0.9 Smax thì S2=0.9 Smax và T2= (5.2)

+ Nếu K2cp> K2 thì MBA đã chọn có thể vận hành quá tải được

+ Nếu K2cp< K2 thì chọn MBA có công suất lớn hơn

Dựa vào trình tự tính tốn trên ta thực hiện việc chọn MBA cho tòa nhà Citilight Tower

Ta có các vùng quá tải sau:

Vậy MBA đã chọn có thể vận hành ở điều kiện quá tải bình thường

Ta có các vùng quá tải sau:

Vậy máy biến áp không thể vận hành ở điều kiện quá tải bình thường

 Chọn máy biến áp có S B = 1250 KVA cho tòa nhà Citilight Tower.

Chọn máy biến áp có các thông số sau:

Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế tạo (THIBIDI)

Điện áp 15 KV, 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV Tổ đấu dây Δ/Υ0 -11

I0(%)

ΔPN(W)

UN(%)

Cuộndâyvàlõithép

22

(KV)

15(KV)

0.4(KV)

5.2.2 Trường hợp trạm biến áp có 2 máy biến áp:

+ Tính tốn chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra quá tải sự cố::

Dựa vào trình tự tính tốn trên ta thực hiện việc chọn MBA cho tòa nhà Citilight Tower.

Do máy biến áp được sản xuất với các thang cách xa nhau, chỉ có 2 loại máy gần với cấpcông suất 1076 KVA là 1000 KVA và 1250 KVA Vì vậy thử chọn máy biến áp có côngsuất SB = 1000 KVA để tính tốn thử

- Kiểm tra điều kiện về T2: có 2 vùng quá tải, nhưng cả 2 đều có thời gian quá tải

là T2 =4h < 6h => thỏa điều kiện này

- Kiểm tra điều kiện K1:

S1đt =

K1 = 0.926 < 0.93 => thỏa điều kiện (*)

Vậy trạm biến áp của tòa nhà Citilight Tower gồm có 2 máy biến áp có công suất mỗi máy là 1000 KVA.

Chọn máy biến áp có các thông số sau:

Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế tạo (THIBIDI)

Điện áp 15 KV, 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV Tổ đấu dây Δ/Υ0 -11

I0(%)

ΔPN(W)

UN(%)

Cuộndâyvàlõithép

22

(KV)

15(KV)

0.4(KV)

5.2.3 So sánh hai phương án:

+ Về kinh tế:

● Phương án trạm có 1 máy biến áp:

- Tiền mua máy biến áp 1250 KVA: 270.226.000 đ

- Số lượng dao cách ly: 4 cái

- Số lượng máy cắt: 2 cái

- Diện tích xây dựng trạm biến áp: 9 m2

● Phương án trạm có 2 máy biến áp:

- Tiền mua máy biến áp 1000 KVA: 249.180.000 đ x 2 = 498.360.000 đ

- Số lượng dao cách ly: 8 cái

- Số lượng máy cắt: 4 cái

- Diện tích xây dựng trạm biến áp: 16 m2

+ Về kỹ thuật:

● Phương án trạm có 1 máy biến áp:

● Phương án trạm có 1 máy biến áp:

Với những phân tích trên ta chọn phương án là sử dụng 2 máy biến áp trong trạm với công suất mỗi máy là 1000 KVA để cung cấp điện cho tòa nhà.

Phần lựa chọn số lượng máy biến áp cho trạm ở đây ta không xét đến phương án 3 máybiến áp, vì như ta đã biết hầu như ở tất cả các trạm biến áp trong thực tế không ai thiết

kế 3 máy biến áp cho 1 trạm Vì những lý do sau:

+ Tốn kém về mặt kinh tế

+ Khó khăn trong việc vận hành, sửa chữa và bảo trì

+ Mặt dù phương án này đảm bảo tính liên tục và độ tin cây trong cungcấp điện rất cao nhưng ở trường hợp này, tòa nhà Citilight Tower không đòi hỏi quá cao

về yêu cầu này

Chính vì những lý do trên nên tác giả không liệt kê phương án 3 máy biến áp trong sosánh lựa chọn các phương án

CHƯƠNG 6 CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ6.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÂY DẪN

6.1.1 Lựa chọn dây dẫn:

Có nhiều phương pháp tính tốn chọn dây dẫn như:

- Chọn dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế:[6]

Trong đó: F – tiết diện dây dẫn (mm2)

Ilv – dòng làm việc của đường dây (A)

jkt – mật độ dòng kinh tế (A/mm2), giá trị mật độ dòng kinh tế được tratrong các tài liệu kỹ thuật

- Chọn dây dẫn theo độ sụt áp cho phép:[6]

Trong đó: ρ – điện trở suất của dây dẫn (Ωm)

pi – công suất tác dụng truyền trên đoạn dây i (W)

li – chiều dài đoạn dây i (m)

Trong đó: Icp: dòng cho phép của dây dẫn (A)

Ilvmax: dòng làm việc lớn nhất của phụ tải tính tốn (A)

K: hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện lắp đặt

* Phương pháp thực tế xác định tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn:[1]

- XÁC ĐỊNH KÍCH CỠ CỦA DÂY PHATrình tự xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn:

Trong đó: IB: dòng làm việc max, ở cấp cuối cùng mạch điện, dòng này tươngứng với công suất định mức KVA của tải.

In: dòng định mức của CB, đó là giá trị cực đại của dòng liên tục mà

CB với Relay bảo vệ quá dòng có thể chịu được vô hạn định ở nhiệt độ môi trường donhà chế tạo quy định, và nhiệt độ của các bộ phận mang điện không vượt quá giới hạncho phép

IZ: dòng cho phép lớn nhất, đây là giá trị lớn nhất của dòng mà dâydẫn có thể tải được vô hạn định mà không làm giảm tuổi thọ làm việc

Thủ tục được tiến hành như sau:

+ Xác định mã chữ cái: được tra từ các bảng H1-12 của tài liệu[1]

- dạng của mạch (1 pha, 3 pha…)

Lựa chọn dòng cho phép IZ của dây

mà thiết bị bảo vệ có khả năng bảo vệ nó

CB => IZ = In

Xác định tiết diện dây có khả năng tải IZ1bằng cách dùng IZ’ có tính đến ảnh hưởngcủa các hệ số K (IZ’=), của mã chữ cái và vỏ bọc

Kiểm tra các điều kiện khác nếu cần theo bảng

IB

In