thiết kế cấp điện cho trường học

đồ án thiết kế cấp điện cho một trường đại học chi tiết đầy đủ, bản làm theo đề tài khảo sát thực tế tại trường đại học công nghiệp hà nội, diện tích và phụ tải sát với thực tế, bản thiết kế đã được các thầy kiểm duyệt, tính toán ngắn mạch và tính toán phụ tải phù hợp với thực tế

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN : THIẾT KẾ

HỆ THỐNG CUNG CẤP

ĐIỆN

Giáo viên hướng dẫn: TS Đặng Hoàng Anh

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 22

Lớp: Điện 5- K8

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1 Ý NGHĨA CỦA NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng, hiện nay là một dạng năng lượng rất phổ biến và quang trọng đối với thế giới nói chung và cả nước nói riêng Điện năngsản xuất từ các nhà máy được truyền tải và cung cấp cho các hộ tiêu thụ.Trong việctruyền tải điện tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện là một khâu rất quang trọng Với thời đại hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ theo sự hội nhập của thế giới, đời sống xã hội của nhân dân được nâng cao, nên cần những tiện nghi trong cuộc sống nên đòi hỏi mức tiêu thụ về điện cũng tăng cao Do đó việc thiết kế cung cấp điện không thể thiếu được trong xu thế hiện nay Như vậy một đồ án thiết kế cung cấp điện cần thõa mãn các yêu cầu sau:

Trang 2

• Độ tin cậy cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải Với công trình quang trọng cấp quốc gia phải đảm bảo lien tục cấp điện ở mức cao nhất Những dối tượng như nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà cao tầng tốt nhất là dùng máy phát điện dự phòng khi mất điện sẽ dùng máy phát.

• Chất lượng điện: được đánh giá qua hai tiêu chỉ tiêu tần số và điện áp , điện

áp trung và hạ chỉ cho phép trong khoảng ± 5% do thiết kế đảm nhiệm Còn chỉ tiêu tần số do cơ quang điện lực quốc gia điều chỉnh

• An toàn điện: công trình cấp điện phải có tính an toàn cao cho người vậnhành, người sử dụng thiết bị và cho toàn bộ công trình

• Kinh tế: trong quá trình thiết kế ta phải dưa ra nhiều phương án rồi chọn lọc

2 SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH THIẾT KẾ

Đề tài: Thiết kế cấp điện cho một trường học

Mặt bằng của trường học

Trang 3

CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Trang 4

• Tính toán chiếu sáng

1.1 Tính chất của việc thiết kế,lắp đặt

Khi thiết kế chiếu sáng cho phòng học, giảng đường, và các phòng hành chínhngoài ánh sáng tự nhiên còn phải có ánh sáng đèn và yêu cầu cầu đặt ra cho ngườithiết kế :

Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc.Phải có sự tương phản giữa các mặtcần chiếu sáng và nền, mức độ chiếu sáng và sự tập hợp quang phổ chiếu sáng

Độ rọi phân bố đồng đều, ổn định trong quá trình chiếu sáng trên phạm vi bề mặtlàm việc bằng cách hạn chế dao động của lưới điện

Tập hợp quang phổ ánh sáng , nhất là lúc cần đảm bảo sự truyền sáng tốt nhất hạnchế sự lóa mắt, hạn chế sự mệt mỏi khi làm việc,học tập

Hạn chế sự phản xạ chói của nguồn sáng bằng cách dùng ánh sáng phản xạ, chọn cách bố trí đèn,chiều cao treo đèn sao cho phù hợp với vị trí địa hình

1.2 Trình tự tính toán chiếu sáng

• Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng :

Được nghiên cứu theo nhiều góc độ:

Hình dạng , kích thước, các bề mặt, các hệ số phản xạ , đặc điểm phân bố các đồđạc, thiết bị

• Mức dộ bụi, ẩm, rung ảnh hưởng của môi trường

• Các điều kiện về khả năng phân bố và giới hạn

• Đặc tính cung cấp điện (nguồn 3 pha, 1 pha )

• Loại công việc tiến hành

• Độ căng thẳng công việc

• Lứa tuổi người sử dụng

• Các khả năng và điều kiện bảo trì

• Lựa chọn độ rọi yêu cầu

Độ rọi là độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng Độ rọi dược chọn phải đảm bảonhìn mọi chi tiết cần thết mà mắt nhìn không mệt mỏi Theo Liên Xô độ rọi tiêu

Trang 5

chuẩn và là độ rọi nhỏ nhất tại một điểm trên bề mặt làm việc Còn theo Pháp, Mỹ

độ rọi tiêu chuẩn là độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc các giá trị độ rọi tiêuchuẩn trong thang độ rọi:

0.2;0.3;0.5;1;2;3;5;7;10;20;30;50;75;100;150;200;300;400;500;600;750;1000;1250

;2000;2500;3000;3500;4000;4500;5000 lux

Khi lựa chọn giá trị độ rọi phải dựa trên thang độ rọi , không được chọn giá trịngoài thang độ rọi

ví dụchọn E=200lx hoặc E=300lx không được chọn E= 250 lx.

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

• Chọn hệ sáng

Gồm hai hệ sáng

Hệ 1: Với hệ chiếu sáng chung, không những bề mặt làm việc được mà tất cả mọinơi trong phòng được chiếu sáng Trong trường hợp này đèn được phân bố phíatrên với độ cao cách sàn tương đối Trong hệ chiếu sáng này có hai phương thứcđặt đèn chung và và khu vực

Trong hệ chiếu sáng chung đều: khoảng cách từ các đèn trong một dãy được đặtcách đều nhau, đảm bảo các điều kiện chiếu sáng mọi nơi như nhau

Trong hệ chiếu sáng khu vực: khi cần phải thêm những phần chiếu sáng mà nhữngphần này chiếm diện tích khá lớn, tại chỗ làm việc không sử dụng các đèn chiếusáng tại chỗ

Các đèn dược chọn đặt theo sự lựa chọn hệ chiếu sáng :

• Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng

• Đặc điểm,cấu trúc căn nhà và sự phân bố thiết bị

• Khả năng kinh tế , điều kiện bảo trì

• Chọn nguồn sáng

Trang 6

Chọn nguồn sáng phụ thuộc vào

• Nhiệt độ màu của nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof

• Các tính năng của nguồn sáng : đặc tính ánh sáng , màu sắc tuổi thọ đèn

• Mức độ sử dụng ( liên tục hay gián đoạn ), nhiệt độ môi trường, kinh tế

chọn nhiệt độ màu T m : biểu đồ Kruithof ( bảng 3 phụ lục) cho phép lựa chọn bóng đèn theo độ rọi yêu cầu trong môi trường tiện nghi

chọn chỉ số màuR a :chiếu các đèn khác nhau lên cùng một vật, ta sẽ thấy vật có màukhác nhau Sự biến đổi này do phát xạ phổ khác nhau của các bóng đèn, được đánhgiá qua độ sai lệch màu và gán cho một chỉ số màu Ra Với các các đèn có:

R a <50: các màu của vật bị chiếu hoàn toàn thay đổi

R a <70: sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiện màu thứ yếu

70< Ra < 80: sử dụng nơi thông thường , ở đó sự thể hiện màu có thể chấpnhận được

R a >80 : sử dụng nơi đòi hỏi sự thể hiện màu quang trọng

• Chọn bộ đèn

Việc lựa chọn bộ đèn dựa trên:

• Tính chất môi trường xung quanh

• Các yếu cầu về sự phân bố ánh sáng , sự giảm chói

• Các cấp bộ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC

• Lựa chọn chiều cao treo đèn

Tùy theo đặc điểm đối tượng : loại công việc , loại bong đèn, sự giảm chói , bề mặtlàm 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 cao0.8m so với mặt sàn ( mặt bàn) hoặc ngay trênsàn tùy theo công việc khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc :

H tt =H-h’-0,8

Trang 7

Ta cần chú ý rằng chiều cao Htt đối với đèn huỳnh quang không vượt quá 4m Nếukhông độ sáng trên bề mặt làm việc sẽ không đủ Còn đối với các đèn thủy ngâncao áp , đèn halogen kim loại Nên treo trên độ cao từ 5m trở lên để tránh chói.

• Xác định các thông số kĩ thuật chiếu sáng

Tính chỉ số địa điểm: dặc trưng cho kích thước hình học:

K= ab/(htt(ab))trong đó: a ,b là chiều dài, chiều rộng của căn phòng

h tt là chiều cao h tính toán Tính hệ số bù: có thể chọn giá trị hệ số bù theo bảng 7(tài liệu 1/37) phụ lục tùythuộc vào loại bóng đèn và mức độ bụi của môi trường hoặc tính theo công thứcD= 1/12

Chọn hệ số suy giảm quang thông 1 tùy theo loại bóng đèn

Chọn hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn 2 tùy theo mức độ bụi bẩn, loại kí hậu, mức độ kín của bộ đèn

Tính tỉ số treo: j=h’/(h’+htt)

Với h’ là chiều cao từ 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 trầntường, sàn

Trong trường hợp loại bộ đèn không có bản các giá trị hệ số sử dụng, thì ta xácđịnh cấp của bộ đèn đó, rồi tra giá trị có ích trong bảng phụ lục từ đó xác định hệ

số sử dụng U

U=dud iui

Trong đó : d,i : là hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn

u d ,ui : là hệ số có ích ứng với nhóm trực tiếp và gián tiếp

• Xác định quang thông tổng yêu cầu

=(Eabd)/( U)

Trong đó:

E tc là độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn ( lux)

a, b là kích thước của phòng học

Trang 8

Nbộ = tổng/các bống/một bộKiểm tra sai số quang thông không vượt quá mức (10%-20%)

%=(Nbộ đèncác bống/bộ - tổng)/tổng

Kiểm tra độ rọi trung bình

E tb =N bộ đèn các bóng/bộ U / S.d

• Phân bố các bộ đèn dựa trên các yêu tố

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

-Nếu các khoảng cách đó vượt quá mức cho phép thì phải phân bố lại.

• ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TRÊN TA TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO

Trang 9

• Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho hội trường ta chọn Etc = 500lx

• Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

E=500lx nên chọn đèn Led theo biểu đồ Knuithof nhiệt

độ màu phải nằm giữa 3000k và 4000k

Chỉ số hiển thị CRI >=80 Kiểu đèn chiếu sáng trực tiếp rộng

Chọn đèn Led Tuýt T8 có 3600 lm chiều dài 1.2m nhiệt độ màu 3000k

Vậy nó đảm bảo yêu cầu về độ chiếu sáng

Số lượng bóng tối thiểu là Nmin=300 bóng

Trang 10

 Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho thư viện ta chọn Etc = 500lx

 Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

 Chọn nguồn sáng

E=500 lx nên chọn đèn huỳnh quang trung tính theo biểu đồ Knuithofnhiệtđộ màu phải nằm giữa 3000k và 4000k

Chọn đèn huỳnh quang Rạng Đông Super Deluxe FL-36D 3540 lm chiềudài 1.2m nhiệt độ màu 3000k

Bộ đèn cấp B có tỉ số L/h= 0.8

Có P=36W

 Chọn hệ thống

Trang 11

Ta giả thiết phòng học cao H=3.5m, bàn cao hb =0.8m.

Như thế ta sẽ bố trí 10 dãy đèn cách nhau 4m Mỗi dãy có 16 đèn

Mỗi tầng có 37 phòng,mỗi phòng có diện tích :

 Chiều dài: a=8 m

 Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho văn phòng ta chọn Etc = 500lx

 Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

 Chọn nguồn sáng

Trang 12

E=500 lx nên chọn đèn huỳnh quang trung tính theo biểu đồ Knuithofnhiệtđộ màu phải nằm giữa 3000k và 4000k

Chọn đèn huỳnh quang Rạng Đông Super Deluxe FL-36D 3540 lm chiều dài1.2m nhiệt độ màu 3000k

Như vậy ta chọn đèn đôi cùng công suất 36W như vậy phải dùng 8 bộ đèn

Vậy ta phải dùng 480 bóng cho văn phòng tầng 3 và tầng 4

 Hành lang và khu vệ sinh với tổng diện tích mỗi tầng là 240 m2

Theo TCVN7114-1-2008 độ rọi cho hành lang và khu vệ sinh là 200 luxChọn đèn huỳnh quang Rạng Đông Super Deluxe FL-36D 3540 lm chiều dài1.2m nhiệt độ màu 3000k

Trang 13

Ta cần 13 bóng cho mỗi tầng với công suất 36W.

Như vậy 2 tầng ta dùng 26 bóng cho khu vệ sinh và hành lang

Vậy số lượng đèn sử dụng cho nhà A1 là: 1522 bóng

• TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ A2 VÀ A4

Mỗi nhà gồm 4 tầng để học,mỗi tầng có diện tích:

• Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho trường học ta chọn Etc = 500 lx

• Chọn hệ chiếu sáng : chung đều

E=500 lx nên chọn đèn huỳnh quang trung tính theo biểu đồ Knuithof nhiệt

Trang 14

h= H - hb = 3.5- 0.8=2.7m.

Nếu bố trí nhiều dãy thì ta có tỉ số L/h tiêu chuẩn phòng là 1.6

Khoảng cách: L=1.6x2.7=4.32m

Ta có L<=4m

Như thế ta sẽ bố trí 3 dãy đèn cách nhau 3.5m Mỗi dãy có 3 đèn

Như vậy ta chọn đèn đôi cùng công suất như vậy phải dùng 9 bộ

Mỗi phòng dùng 18 bóng công suất 36W mỗi tầng dùng 324 bóng

• Hành lang và khu vệ sinh với tổng diện tích mỗi tầng là 220 m2/tầng

Theo TCVN7114-1-2008 độ rọi cho hành lang và khu vệ sinh là 200 lux

Chọn đèn huỳnh quang Rạng Đông Super Deluxe FL-36D 3540 lm chiều dài 1.2mnhiệt độ màu 3000k

Ta cần 26 bóng cho mỗi tầng với công suất 36W

Như vậy 4 tầng ta dùng 104 bóng cho khu vệ sinh và hành lang

Trang 15

Vậy số lượng đèn sử dụng cho mỗi nhà A2 và A4 là: 920bóng.

• TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ A3

• Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho nhà thể chất ta chọn Etc = 300 lx

Chỉ số hiển thị CRI >=70

Kiểu đèn chiếu sáng trực tiếp rộng

Trang 16

Số lượng bóng tối thiểu là Nmin=70 bóng.

Vậy số lượng bóng sử dụng cho nhà nhà A3 là 738 bóng

• TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ A5

• Độ rọi yêu cầu: 300-500lx dành cho nhà ăn ta chọn Etc = 300 lx

Trang 17

Chỉ số hiển thị CRI >=70

Kiểu đèn chiếu sáng trực tiếp rộng

Trang 18

Vậy số lượng bóng sử dụng cho nhà nhà A5 là 1476 bóng.

• TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG THƯỜNG TRỰC

Phòng bảo vệ với diện tích phòng là 5x8m

Với khoảng cách như thế ta bố trí 2 dãy đèn cách nhau 3m Mỗi dãy gồm

3 bộ đèn cách nhau tại tâm là 3m

Lề dọc là 0.7m và lề ngang là 0.4m

• Bố trí đèn

Ta xếp thành 2 hàng Mỗi hàng có 3 đèn Tổng Nmin= 6 đèn

• Tổng quang thông

Với tiêu chuẩn phòng làm việc ta có U sử dụng U=0.5

Tổng quang thông yêu cầu là:

Trang 19

Ta có diện tích mỗi nhà xe là S = 500 m2 và có chiều cao là 4 m

• Chiều cao : c = 6m.(cho hội trường)

• Chiều cao : c = 3.5m (cho văn phòng và thư viện)

Theo yêu cầu với quạt trần thì 20m2/1 chiếc

Như vậy với diện tích 1800m2 của phòng ta có thể sắp xếp được 90 chiếc

Gồm có 4 tầng chỉ gồm các phòng học

Trang 20

• Chiếu dài: a= 50m.

• Chiếu rộng: b= 30m

• Chiều cao: c= 3.5m

Như vậy với diện tích 15000 m2

• Chiều cao: c= 5 m (cho nhà thể chất)

• Chiều cao: c= 3.5 m (cho các phòng học)

Như vậy với diện tích 900 m2 của phòng

Trang 21

4 Điều hòa 60 chiếc

Như vậy với diện tích 900 m2 của phòng

Trang 22

• Tính toán phụ tải cho nhà trường.

• Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

Ta có công thức:

Ptt =

Trong đó:

Tmax: Là thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong một năm

W0 : Mức tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kwh/đvsp)

M : Số lượng sản phẩm trong năm

Ưu điểm cho kết quả khá chính xác

Nhược điểm chỉ chỉ giới hạn cho một số thiết bị như : quạt gió, bơm nước máy nénkhí vv

• Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Trang 23

: hiệu suất của thiết bị.

k nc : hệ số nhu cầu sử dụng của nhóm thiết bỉ đặc trưng

kdt : hệ số đồng thới (0,85 1)

• Ưu điềm : đơn giản thuận tiện , sử dụng phổ biến

• Nhược điểm là : không chính xác vì hệ số vì hệ số sử dụng phải tra sổ tay , không phụ thuộc vào chế độ vận hành cũa mỗi thiết bị trong nhóm

Áp dụng phương pháp 3 là xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu tatính toán phụ tải cho trường học do tải của ta là tải cố định ít thay đổi , nguồn cungcấp với công suất tương đối nhỏ

Ta xác định các thông số sau:

• Hệ số sử dụng k sd :

Trong điều kiện vận hành bình thường , công suất tiêu thụ thực thường bé hơn giátrị dịnh mức của nó Do đó hệ số sử dụng k sd được dùng để đánh giá giá trị côngsuất tiêu thụ thực Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt( nhất làđộng cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải )

Trong mạng điện hệ số này ước chừng là 0,75 cho động cơ, với dây tóc bóng đènthì bằng 1

Ta chọn k sd =0,8 cho các thiết bị văn phòng k sd =0,75 các động cơ (thang máy , bơm nước chữa cháy , quạt )

Trang 24

Trong trường hợp này ta chọn hệ số k dt=0,8 dành cho các tủ phân phố chính vàphụ dành cho công trình chung cư , tòa nhà cao tầng

Sau khi lập phương án tải cho nhà A1, các thông số k sd đèn và quạt được tra theo tiêu chuẩn IEC, hệ số chọn cos theo tiêu chuẩn xây dựng chuẩn thiết kế TCXD-27-1991, chọn hệ số công suất cho phụ tải trường đại học là 0,85

Sau khi lập phương án tải cho phòng, các thông số k sd đèn và quạt được tra theotiêu chuẩn IEC ta tiến hành lập bảng số liệu và tính toán như sau:

STT Tên thiết bị Số

lượng

Pđ (W) Ksd Kđt Ptt (kW)

Trang 25

Sau khi lập phương án tải cho phòng, các thông số k sd đèn và quạt được tra theo tiêu chuẩn IEC ta tiến hành lập bảng số liệu và tính toán như sau:

Trang 26

Nhánh 1: đi vào tủ phân phối nhà A1.

Nhánh 2: đi vào tủ phân phối nhà A2

Trang 27

Nhánh 5: đi vào tủ phân phối nhà xe 1,thường trực, nhà

Nhà

xe 1

A1

Nhà trực

Trạm bơm

Nhà xe 1

A5 A4

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	803,37 KB