Thiết kế cung cấp điện hotel icon sài gòn theo tiêu chuẩn iec đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

Do vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta cần phải thiết kế các hệ thống cung cấp điện một cách có bài bản và đúng quy cách , phù hợp với các tiêu chuẩn kĩ thuật hiện hành.. Để đảm bảo cho nhu c

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HOTEL ICON

SÀI GÕN THEO TIÊU CHUẨN IEC

SINH VIÊN : TRẦN HỮU GIÁO

MSSV : 14058741

LỚP : DHDI10D

GVHD : TS DƯƠNG THANH LONG

TP.HCM, NĂM 2018

Tổng quan cung cấp điện

Thiết kế cung cấp điện hotel Icon Sài Gòn

4 Kết quả:

Hoàn thành việc thiết kế cung cấp điện cho Hotel Icon Sài Gòn

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày 06 tháng 06 năm 2018

Sinh viên

Giáo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1

1.1- Mục tiêu thiết kế 2

1.2- Những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện 2

1.3- Một số vấn đề cần tìm hiểu trước khi thiết kế: 2

1.3.1- Nguồn cung cấp điện: 3

1.3.2- Phân chia mạch điện: 3

1.3.3- Khả năng bảo dưỡng sửa chữa: 3

1.3.4- Các bước thực hiện thiết kế cung cấp điện: 3

2.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ: 4

2.1.1- Phương pháp tính toán phụ tải: 4

2.1.1.1- Định nghĩa về tính toán phụ tải: 4

2.1.1.2- Phương pháp tính: 6

2.1.2- Tính toán chiếu sáng: 6

2.1.2.1- Tổng quan về thiết kế chiếu sáng: 6

2.1.3- Tính toán lựa chọn dây dẫn: 8

2.1.3.1- Phân loại dây dẫn điện: 8

2.1.3.2- Trình tự lựa chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ: 9

2.1.4- Sụt áp: 24

Giáo

2.1.4.2- Xác định sụt áp: 25

2.1.5- Tính toán ngắn mạch: 30

2.1.5.1- Tính toán dòng ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy biến áp phân phối trung/hạ: 30

2.1.5.2- Tính dòng ngắn mạch 3 pha (Isc) tại điểm bất kỳ của lưới hạ thế: 31

2.1.6- Cải thiện hệ số công suất: 39

2.1.6.1- Tổng quan chung: 39

2.1.6.2- Tại sao cần phải cải thiện hệ số công suất: 39

2.1.6.3- Phương pháp lắp đặt tụ bù: 40

1- Các loại phương pháp bù 40

CHƯƠNG 2 -THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 46

2.1- Thiết kế ý tưởng: 46

2.1.2- Thiết kế cơ sở: 46

2.1.3- Thiết kế kỹ thuật: 46

2.2- Các yêu cầu kỹ thuật và lắp đăt chung: 47

2.2.1- Hộp tủ điện ngoài nhà: 47

2.2.2- Hộp tủ điện trong nhà: 47

2.2.3- Khí cụ điện: 48

2.2.4- Ống luồn dây: 48

2.2.5- Cáp và dây điện: 49

2.2.6- Tiếp địa: 49

2.2.7- Nối đất đẳng thế: 50

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO HOTEL ICON SÀI GÕN 50

I- SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THUYẾT MINH CỦA HOTEL 50

1.1- Tầng hầm: 51

1.2 tầng trệt + tầng lửng: 53

Giáo

1.3- tầng 1-6: gồm 12 phòng khách sạn 54

1.4- Mặt bằng tầng 7 55

1.5- Mặt bằng sân thượng: 56

II- THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 57

2.1- Thiết kế chiếu sáng tầng hầm: 57

2.2 - thiết kế chiếu sáng tầng trệt: 58

2.3- thiết kế chiếu sáng tầng lửng: 59

2.4- Thiết kế chiếu sáng cho các tầng khách sạn 60

III - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 62

3.1 Tính toán phụ tải ta chia khách sạn thành các phần 62

3.1.1 tính toán phụ tải tầng hầm: 62

3.1.2 tính toán phụ tải chiếu sáng và ổ cắm: 62

3.1.3 tính toán phụ tải động lực cho tầng hầm 65

3.1.3.1 tính toán phụ tải máy bơm nước sinh hoạt và XLNT 65

3.2 tính toán phụ tải tầng trệt : 68

3.3 tính toán phụ tải tầng lửng : 70

3.4 tính toán phụ tải tầng 1- 5 :DB - L1 đến DB – L5 72

3.5 tính toán phụ tải tầng 6 -7 : DB – L6 ,L7 74

3.6 tính toán phụ tải sân thượng DB –ST 75

IV - BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG - CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN 79

4.1 –Bù công suất phản kháng : 79

4.1.1- Tác dụng của bù công suất phản kháng : 79

4.1.2- Bù công suất phản kháng cho khách sạn : 80

4.1.3 – Điều chỉnh dung lượng tụ bù : 81

Giáo

4.2.1 – Tổng quan về chọn trạm biến áp : 82

4.2.2 – Chọn số lượng, công suất MBA : 82

4.2.3 – Chọn máy biến áp cho khách sạn : 83

4.2.4 – Chọn nguồn dự phòng: 84

V -TÍNH TOÁN CHỌN CB, DÂY DẪN - TÍNH TOÁN SỤT ÁP VÀ NGẮN MẠCH 86

5.1 – Tính toán chọn CB và dây dẫn cho khách sạn 86

5.1.1 – Từ máy biến áp vào tủ điện chính (DB – SB) : 86

5.1.2 Từ tủ điện chính đến tủ điện tầng trệt: 88

5.1.3 Từ tủ điện chính đến tủ điện tầng lửng: 90

5.1.4 Từ tủ điện chính đến tủ điện tầng 1 (điển hình các tầng còn lại tính tương tự): 92

5.1.5 Từ tủ điện tầng 1 đến tủ điện phòng khách sạn (điển hình các phòng còn lại tính tương tự): 93

5.1.6 Chọn dây và CB cho một số thiết bị: 95

5.1.7 Chọn thanh cái cho tủ điện tổng: 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

PHỤ LỤC: TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 98

LỜI CẢM ƠN 99

Giáo

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 sụt áp lớn nhất cho phép 24

Hình 1.2 Trường hợp các MBA mắc song song với nhau 29

Hình 1.3 Dòng ngắn mạch của nhánh phía dưới Isc 34

Hình 1.4 Thiết bị bù cố định 38

Hình 1.5 Thiết bị tự dộng điều khiển tụ bù 39

Hình 1.6 Nguyên lý tự động điều khiển bù sông suất phản kháng 39

Hình 1.7 Bù tập trung 40

Hình 1.8 Bù theo nhóm 41

Giáo

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng Bảng xác định mã chữ cái ( bảng H1-12 trang H1-23 IEC) 10

Bảng tra K1 (bảng H1-13 trang H1-24 IEC) 11

Bảng tra K2 (bảng H1-14 trang H1-24 IEC) 12

Bảng tra K3 (bảng H1-15 trang H1-24 IEC) 13

Bảng tra K4 (bảng H1-14 trang H1-24 IEC) 15

Bảng tra K5 (bảng H1-14 trang H1-24 IEC) 15

Bảng tra K6 (bảng H1-14 trang H1-24 IEC) 15

Bảng tra K7 (bảng H1-14 trang H1-24 IEC) 16

Bảng tra tiết diện dây với cáp chôn trong đất: (bảng H1-24 trang H1-34 IEC) 16

Bảng tra tiết diện dây PE (dựa theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-54) 20

Bảng tra K sụt áp dây ∆U (bảng H1-29 trang H1-39 IEC) 26

Bảng H1-32 (IEC trang H1-44) Giá trị Usc 28

Bảng H1-37 (IEC trang H1-48) 31

Bảng (H1-38 trang H1-51 IEC) Tóm tắt tính tổng trở 33

Bảng (H1-39 trang H1-52 IEC) Ví dụ tính toán dòng ngắn mạch 34

Bảng tra tiết diện thanh cái 120

Giáo

CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

Ngày nay việc khai thác sản xuất hệ thống điện trong công nghiệp đã được phát triển và nâng cấp đến mức hoàn hảo và rất tiện nghi trong xu thế hội nhập quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa được phát triển rất mạnh mẽ Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được rất nhiều các thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kì mới thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa Trong quá trình đó thì ngành điện đã đóng một vai trò hết sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất công nghiệp, việc mở rộng quan hệ quốc tế, ngày càng có thêm nhiều nhà đầu tư nước ngoài đến với chúng ta Do vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta cần phải thiết kế các hệ thống cung cấp điện một cách có bài bản và đúng quy cách , phù hợp với các tiêu chuẩn kĩ thuật hiện hành Có như vậy thì chúng ta mới có thể theo kịp với trình độ của các nước Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cung cấp là một công việc hết sức khó khăn đòi hỏi ở nhà thiết kế ngoài lĩnh vực về điện còn phải có sự hiểu biết mọi mặt về môi trường và xã hội

Ngoài sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của người dân càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông nghiệp và dịch vụ tăng lên không ngừng theo từng năm, nhu cầu đó không chỉ đòi hỏi về số lượng mà còn phải đảm bảo chất lượng điện năng Để đảm bảo cho nhu cầu đó chúng ta cần phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật, an toàn, tin cậy và phù hợp với mức độ sử dụng.Vì vậy đồ án thiết kế cung cấp là một bước làm quen của sinh viên ngành hệ thống điện về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện

Giáo

1.1- Mục tiêu thiết kế

 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Đảm bảo trang bị điện vận hành đáp ứng được yêu cầu sử dụng

 Đảm bảo, phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và thế giới

1.2- Những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện

Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn và kinh tế Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao cho phụ tải với chất lượng điện năng tốt nhất

Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý và hiệu quả khi thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ

 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động của điện áp và tần số trong giới hạn cho phép

 Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hằng năm thấp

 Thuận tiện cho công tác vận hành và sữa chữa…

Người thiết kế cần phải cân nhắc kết hợp hài hòa giữa các yêu cầu tùy vào hoàn cảnh cụ thể

Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến các yêu cầu khác như: hướng phát triển của phụ tải trong tương lai, rút ngắn thời gian xây dựng…

1.3- Một số vấn đề cần tìm hiểu trước khi thiết kế:

- Mục đích sử dụng của công trình, kiến trúc, kết cấu và nguồn điện cung cấp cho công trình

- Các ảnh hưởng bên ngoài lên thiết bị điện

- Sự tương hợp giữa các thiết bị điện

- Khả năng bảo dưỡng, sữa chữa trong vận hành

- Khả năng cung cấp kinh phí

Giáo

1.3.1- Nguồn cung cấp điện:

- Cần tính toán, xác định nhu cầu công suất của toàn bộ công trình, trong đó cần chú ý đến hệ số đồng thời

- Cần tìm hiểu lưới điện ngoài công trình (công suất, dòng ngắn mạch…)

- Xác định đặc tính nguồn điện để có phương án dự phòng hoặc bảo đảm an toàn khi xảy ra sự cố

1.3.2- Phân chia mạch điện:

- Trang bị điện của công trình phải phân chia thành nhiều mạch nhằm mục đích hạn chế hậu quả của sự cố

- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thử nghiệm, kiểm tra, bảo trì và sửa chữa

- Hạn chế dòng rò trong mỗi mạch

1.3.3- Khả năng bảo dưỡng sửa chữa:

Phải tìm hiểu khả năng bảo dưỡng sửa chữa trong vận hành sau này về mặt thời hạn và chất lượng của thiết bị điện

1.3.4- Các bước thực hiện thiết kế cung cấp điện:

Sau đây là những bước chính để thực hiện bản vẽ thiết kế kỹ thuật đối với công trình:

 B1 :Tiếp nhận dự án, tìm hiểu về thông tin dự án, lên các giải pháp thiết kế cho

 B6: Tính toán máy phát điện, máy biến áp

 B7: Tính toán dây dẫn và thiết bị đóng cắt

2.1.1- Phương pháp tính toán phụ tải:

2.1.1.1- Định nghĩa về tính toán phụ tải:

Việc xác định phụ tải tính toán giúp ta xác định được tiết diện dây dẫn (Sdd) đến từng tủ động lực, cũng như đến từng thiết bị, giúp ta có số lượng cũng như công suất máy biến áp của tải , ta chọn các thiết bị bảo vệ cho từng thiết bị, cho từng tủ động lực, cho tủ phân phối

Để tính toán thiết kế điện, trước hết cần xác định nhu cầu tải thực tế lớn nhất Nếu chỉ dựa vào việc cộng số học của tổng tải trên lưới, điều này sẽ dẫn đến không kinh tế Mục đích của chương này là chỉ ra cách gán các giá trị hệ số đồng thời và hệ

số sử dụng trong việc tính toán phụ tải hiện hữu và thiết kế Các hệ số đồng thời tính đến sự vận hành không đồng thời của các thiết bị trong nhóm Còn hệ số sử dụng thể hiện sự vận hành thường không đầy tải Các giá trị của các hệ số này có được dựa trên kinh nghiệm và thống kê từ các lưới hiện có

Tải được xác định qua hai đại lượng :

+ Công Suất đặt (KW) + Công Suất biểu kiến (KVA)

 Công suất đặt (KW):

Hầu hết, các thiết bị đều có nhãn ghi công suất định mức của thiết bị (Pn) Công suất đặt là tổng công suất định mức của các thiết bị tiêu thụ điện trong lưới Đây không phải là công suất thực

+ Với động cơ, công suất định mức là công suất đầu ra trên trục động cơ Công suất đầu vào rõ ràng sẽ lớn hơn

+ Các đèn Huỳnh Quang và phóng điện có Ballast có công suất định mức ghi trên đèn Công suất này nhỏ hơn công suất tiêu thụ bởi đèn và ballast

 Công suất biểu kiến (KVA):

hiệu suất = cos  Hệ số công suất = Công suất biểu kiến yêu cầu của tải:

S = cos PThực ra thì tổng số KVA không phải là tổng số học các công suất biểu kiến của từng tải (trừ khi có cùng hệ số công suất) Kết quả thu đƣợc do đó sẽ lớn hơn giá trị thực Nhƣng trong thiết kế, điều này là chấp nhận đƣợc

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để tính toán phụ tải tính toán (PTTT), dựa trên

cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên

cơ sở quan sát các phụ tải điện ở hộ tiêu thụ điện đang vận hành

Thông thường, những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp Do vậy, tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp

 Tính toán phụ tải tính toán P tt theo hệ số K sd và hệ số K đt :

Dòng điện định mức của từng thiết bị:

Áp dụng công thức:

Iđm= Pn 103

3 Uđ cos Dòng làm việc của từng thiết bị: Ib = Iđm Ksd

Dòng điện tải trong các dây dẫn: Ib(tổng) = Kđt Ib

Phương pháp tính toán Ptt theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số Kđt

Ptt = Kđt x Ksd Pđm (W); Qtt = Ptt x tg (VAR) Việc xác định Kđt ( hệ số đồng thời) đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết về lưới điện và điều kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong lưới, do vậy khó có thể cho giá trị chính xác cho mọi trường hợp

2.1.2- Tính toán chiếu sáng:

2.1.2.1- Tổng quan về thiết kế chiếu sáng:

Trên thực tế, có nhiều cách xác định số lượng đèn cho một không gian, ta có thể tính tay bằng cách áp dụng các công thức hoặc sử dụng các phần mềm, chẳng hạn như Dialux là một ví dụ cụ thể để tính toán số lượng đèn cần cung cấp cho một không gian cần tính, việc tính toán số lượng đèn cần dựa vào nhiều yếu tố đó là loại đèn, số quang thông (lumen) của đèn, chỉ số nhiệt độ sắc đèn (°K ), đặc điểm của không gian như diện tích không gian đó,

Giáo

độ cao của không gian, chỉ số độ rọi (lux) của không gian theo yêu cầu, màu sắc của tường, mặt sàn, trần, vị trí bố trí các vật dụng trong không gian, tuy nhiên, khi cần tính toán đèn cho không gian trong một công trình không chỉ dựa và việc tính toán vì khi thi công sẽ có nhiều vấn đề phát sinh về việc lắp đặt, nên trong việc thiết kế chiếu sáng cho công trình cần phải tính toán ước lượng sao cho hiệu quả, sau đây là các công thức cơ bản nhất để có thể tính toán số lượng đèn cho một không gian

Ngày nay, vấn đề chiếu sáng không đơn thuần là cung cấp ánh sáng để đạt độ sáng theo yêu cầu mà nó còn mang tính chất mỹ quan và tinh tế

Trong bất kỳ nhà máy, xí nghiệp hay công trình cao ốc nào, ngoài ánh sáng tự nhiên (ánh sáng ngoài trời) còn phải dùng ánh sáng nhân tạo (do các nguồn sáng tạo ra) Phổ biến hiện nay là dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo vì chiếu sáng điện có những ưu điểm sau: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên, hoặc dễ dàng tạo ra ánh sáng có màu sắc theo ý muốn

Các yêu cầu cần thiết khi thiết kế chiếu sáng:

- Không bị loá mắt

- Không loá do phản xạ

- Không có bóng

- Phải có độ rọi đồng đều

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

- Phải tạo ra được ánh sáng theo yêu cầu của từng khu vực (ví dụ: ở phòng ngủ thì cần ánh sáng màu vàng tạo ra cảm giác ấm áp…)

1- Các dạng chiếu sáng:

 Chiếu sáng chung:

Chiếu sáng toàn bộ diện tích cần chiếu sáng bằng cách bố trí ánh sáng đồng đều để tạo nên độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích cần chiếu sáng

 Chiếu sáng riêng biệt hay cục bộ:

Chiếu sáng ở những nơi cần có độ rọi cao mới làm việc được hay chiếu sáng ở những nơi mà chiếu sáng chung không tạo đủ độ rọi cần thiết

 Các chế độ làm việc của hệ thống chiếu sáng:

Giáo

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

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

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

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

2- Chọn độ rọi:

Khi chọn độ rọi cần chú ý các yếu tố chính sau đây:

+ Kích thước vật cần phân biệt khi nhìn

+ Độ tương phản giữa vật và nền

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau ít, độ tương phản nhỏ (khoảng 0,2)

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau ở mức độ trung bình, độ tương phản trung bình (từ 0,2 đến 0,5)

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau rõ rệt, độ tương phản lớn (khoảng 0,5) + Mức độ sáng của nền

+ Nền xem như tối khi hệ số phản xạ của nền < 0,3

+ Nền xem như sáng khi hệ số phản xạ của nền > 0,3

+ Khi dùng đèn huỳnh quang, không nên chọn độ rọi < 75 lux vì nếu thế sẽ tạo cho

ta ánh sáng có cảm giác mờ tối

2.1.3- Tính toán lựa chọn dây dẫn:

2.1.3.1- Phân loại dây dẫn điện:

Dây dẫn điện có nhiều loại nhưng có thể được phân loại như sau:

 Theo chất dẫn điện của lõi:

o Cáp Cu: có lõi dẫn làm bằng đồng

o Cáp Al: có lõi dẫn làm bằng nhôm

Giáo

 Theo cấu tạo lõi dẫn:

 Dây điện lõi cứng: Lõi dẫn điện là một lõi đơn, thường là hình trụ

 Cáp điện: Lõi dẫn điện gồm nhiều sợi dây đồng nhỏ kết xoắn lại

 Theo chất bọc cách điện:

 Cáp PVC: bọc cách điện bằng nhựa PVC thông dụng

 Cáp XLPE: bọc cách điện bằng XLPE, có tính chất chịu nhiệt và dẫn điện cao hơn PVC

 Theo số lớp bọc cách điện

 Cáp cách điện đơn: chỉ có một lớp bọc cách điện, ví dụ: cáp PVC/CU

 Cáp cách điện kép: bên ngoài lớp bọc cách điện còn có một lớp bọc bảo vệ ví dụ PVC/ PVC/Cu hoặc PVC/XLPE/CU

 Theo số lõi dẫn:

 Cáp một lõi

 Cáp nhiều lõi: thường là 2 lõi, 3 lõi, hoặc 4 lõi

Sau đây là dãy tiết diện chuẩn của lõi dây cáp cách điện (mm2):

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 50 120 150 240 300

Ví dụ: Cáp PVC/XLPE/Cu 3x120+60 mm2 được hiểu là cáp điện 4 lõi đồng (3 lõi

120 mm2 và một lõi 60 mm2) cách điện XLPE bên ngoài có vỏ bọc cách điện PVC

2.1.3.2- Trình tự lựa chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ:

Giáo

1- Lựa chọn dây pha:

Cách chọn dây dẫn phải thỏa mãn biểu đồ trên (theo tiêu chuẩn IEC):

Ib ≤ In ≤ Iz ở zone a; I2 ≤ 1.45 Iz ở zone b; Iscb ≥ Isc ở zone c

Giáo

 Ib (A) : là dòng đầy tải

 In (A) : dòng định mức của thiết bị bảo vệ

 Iz (A) : khả năng mang dòng của dây dẫn tại điều kiện lắp đặt

 I2 (A) : dòng hoạt động hiểu quả của thiết bị bảo vệ

Các bước tiến hành xác định dây dẫn:

B1: Tính toán dòng định mức của tải Ib

B2: Xác định các hệ số ảnh hưởng bởi điều kiện lắp đặt (K)

Theo tài liệu “Hướng dẫn lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC” được phiên dịch từ những phiên bản cũ của Electrical Installation guide thì bao gồm các hệ số hiệu chỉnh sau:

 Xác đinh cỡ dây không chôn trong đất:

Xác định hệ số K

K = K 1 x K 2 x K 3

K1: thể hiện ảnh hưởng cách lắp đặt

K2: thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch kề nhau

K3: thể hiện ảnh hưởng của nhiệt tương ứng với dạng cách điện

 Xác định kích cỡ dây chôn dưới đất:

Xác định hệ số hiệu chỉnh K

K = K 4 x K 5 x K 6 x K 7

K4: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt

K5: thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau

K6: thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp

K7: thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất Hệ số này tính đến ảnh hưởng của đất khác 20 0

C Nhưng trong thực tế thi công, tùy thuộc vào mỗi quốc gia, hoặc phụ thuộc vào vốn đầu tư của chủ đầu tư mà lựa hãng cung cấp cáp điện cho phù hợp Mỗi nhà chế tạo cáp điện thì khả năng chịu dòng của dây dẫn là khác nhau (phụ thuộc vào nhiều yếu tố)

 Mạch không chôn trong đất:

Giáo

Các chữ cái (B tới F) phụ thuộc cách lắp đặt dây và cách lắp đặt của nó Những cách lắp đặt giống nhau sẽ được gom chung làm 4 loại theo các điều kiện môi trường xung quanh như bảng sau:

Bảng xác định mã chữ cái ( bảng H1-12 trang H1-23 IEC)

Dạng của dây Ảnh minh

- Dưới sàn nhà hoặc sau trần giả

- Trong rãnh, hoặc ván lát chân tường

- Treo trên tấm chêm

Bảng tra K1 (bảng H1-13 trang H1-24 IEC)

K 1

B

Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện chịu nhiệt 0.7

Ống dây đặt trong vật liệu cách

Giáo

K2 cần đƣợc nhân với các hệ số sau: -2 hàng: 0.8 ; -3 hàng: 0.73; -4 hoặc 5 hàng: 0.7

Bảng tra K 3 (bảng H1-13 trang H1-24 IEC)

 I2 (A): dòng hoạt động hiệu quả của thiết bị bảo vệ

 In: Dòng định mức của thiết bị bảo vệ

Thiết bị bảo vệ Tiêu chuẩn

IEC 60947-2 I2 ≤ 1.3 In

Giáo

b) Dựa vào đường đặc tuyến của thiết

bị bảo vệ kiểm tra lại cáp:

Khi xảy ra sự cố quá tải hoặc ngắn mạch thì dây dẫn vẫn có khả năng chịu được dòng sự cố trước khi thiết bị bảo vệ kịp thời ngắt mạch

sử dụng ku = 80%, hệ số đồng thời ks = 1, dây dẫn được lắp đặt trong điều kiện môi trường 30 0C Được lắp đặt trong ống, đi trong tường, hệ số dây dẫn đi chung Cg = 0.8 Hãy chọn tiết diện dây dẫn sao cho phù hợp theo tiêu chuẩn IEC

Giải: Công suất định mức của tải Pđm = 36 kW

Công suất sử dụng tải: Psd = Pđm Ku Ks = 36 80% = 28.8 (kW) Dòng đầy tải Ib = P / ( 3 U cos𝜑 ) = 28800/ (1.73 380 0.8 ) = 54.76A Vậy

Giáo

Vậy kiểm tra lại điều kiện zone a:

Ib ≤ In ≤ Iz ở zone a → 54.76 ≤ 63 ≤ 71.2 ( thỏa)

I2 ≤ 1.45 Iz ở zone b → 1.3 In ≤ 1.45 71.2 (Thỏa)

Vậy lựa chọn dây có tiết diện S = 25 mm2 là phù hợp

3- Lựa chọn dây bảo vệ:

a) Một số chú ý khi lắp đặt dây bảo vệ:

 Dây bảo vệ (PE) nối tất cả phần vỏ kim loại của hệ

thống về thanh nối đất chính

 Dây PE bọc cách điện có màu đặc trưng

o Xanh lá vằng vàng

o Xanh dương (chụp đầu cốt có màu xanh lá hoặc có ký hiệu)

Trong hệ thống TN và TT dây bảo vệ phải đi chung với dây dẫn điện (để giảm cảm kháng trong mạch vòng sự cố chạm đất)

Dây bảo vệ phải được nối song song, không được nối nối tiếp

Với dây PEN phải được nối bảo

vệ trước rồi mới nối sang trung tính

Giáo

Trong hệ thống TN-C sau khi tách rời dây PE và trung tính N ra riêng thì không được nối chung lại với nhau

b) Các phương pháp xác định tiết diện dây bảo vệ:

Bảng tra tiết diện dây PE (dựa theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-54)

`

Tiết diện cắt ngang của dây pha (mm2)

Tiết diện ngang nhỏ nhất của dây

4- Lựa chọn dây trung tính:

- Bằng với dây pha

- Nhỏ hơn với điều kiện là:

+ Dòng chạy trong dây trung tính trong điều kiện làm việc bình thường nhỏ hơn giá trị cho phép Iz Ảnh hưởng của hài bội của 3

+ Công suất tải 1 pha nhỏ hơn 10% so với tải 3 pha cân bằng hoặc

+ dây trung tính có bảo vệ chống ngắn mạch

 Sơ đồ TN-C:

Các điều kiện như trên cũng được áp dụng Tuy nhiên trong thực tế, dây trung tính không được hở mạch trong bất cứ tình trạng nào vì nó cũng là dây bảo vệ

 Sơ đồ IT:

Nói chung không nên có dây trung tính

Khi mạng 3 pha 4 dây là cần thiết, thì các điều kiện được nêu ở trên cho sơ đồ

TT và TN_S là áp dụng được

KHUYẾN NGHỊ VỀ VIỆC CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT

1- Hộ tiêu thụ điện lấy điện trực tiếp từ lưới điện phân phối công cộng hạ áp:

Sơ đồ thích hợp nhất là sơ đồ TT Hộ tiêu thụ phải lập thêm một tổ nối đất để làm nối đất bảo vệ Nên nhớ dây nối bảo vệ (PE) phải phân biệt, không có bất kỳ một điểm chung nào với đây trung tính (N) từ đầu nguồn cho đến trên toàn hệ thống phụ tải

Phải sử dụng RCD ghép sau CB Chọn RCD có dòng rò định mức I∆N sao cho các tác dụng bảo vệ chống giật, và chống cháy, mà không bị tác động do nhiễu Cần phải tính toán tổng các dòng rò nội tại có sẵn trong phụ tải, sao cho tổng dòng rò nội tại nhỏ hơn hay bằng 0.3 I∆N Nhớ rằng RCD không có tác dụng bảo vệ quá dòng, do

Giáo

đó dòng định mức In của nó nên chọn bằng hoặc cao hơn một mức với dòng định mức

In của CB bảo vệ quá dòng lắp kèm

2- Nhà chung cư cao tầng được cấp điện từ một trạm biến áp:

Sơ đồ TN-S là thích hợp nhất Trong hệ thống con (căn hộ) sơ đồ này có tác dụng giống như một sơ đồ TT khi được dùng với RCD Nhà quản lý chung cư cần phải bảo đảm bằng chế độ bảo dưỡng sao cho trong các kỳ kiểm tra an toàn định kỳ, điện trở nối đất đo được luôn nhỏ hơn trị số quy định bởi tiêu chuẩn an toàn (Rđ < 4Ω)

Riêng trong tủ điện đầu vào (ngay sau MBA), khi các đường dẫn điện là thanh cái, được phép dùng sơ đồ TN-C (dây PEN chung cho cả trung tính và bảo vệ) Nhưng ngay sau đó, dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) phải tách ra làm hai dây riêng biệt trong toàn hệ thống

3- Hộ tiêu thụ đặc biệt cần ưu tiên liên tục cấp điện:

Như phòng mổ, phòng cấp cứu, hầm mỏ, trung tâm cứu nạn, trung tâm khẩn cấp, trung tâm báo cháy Sơ đồ thích hợp nhất là sơ đồ IT Sơ đồ này được thực hiện với một máy biến áp cách ly, để có được trung tính không nối đất từ mạng có trung tính nối đất của Điện Lực Sơ đồ này đòi hỏi những quy định khắc khe về trình độ bão dưỡng, phương thức phát hiện và hồi phục nhanh một sự cố chạm đất lần thứ nhất, hạn chế độ dài dây do đó chỉ được dùng cho những hệ thống chuyên nghiệp và có phạm

vi nhỏ

2.1.4- Sụt áp:

2.1.4.1- Quá áp và sụt áp nguồn điện:

Quá áp: Là hiện tượng điện áp nguồn cao hơn định mức, có thể xảy ra do:

 Hệ thống 3 pha có chạm đất phía cao áp hay hạ áp

 Đứt dây trung tính hạ thế trong mạch cung cấp 3 pha 4 dây

 Thời gian thấp điểm của đường dây cấp điện, do dòng điện tiêu thụ giảm, sụt áp đường dây giảm

 Thiết bị điện cũ (220/380) dùng với nguồn điện mới (230/400V)

Sụt áp: là hiện tượng điện áp nguồn thấp hơn định mức, có thể xảy ra do:

 Hệ thống 3 pha có chạm đất phía cao áp, hay hạ áp;

 Đứt dây trung tính hạ thế trong mạch cung cấp 3 pha 4 dây

Giáo

 Thời gian cao điểm của đường dây cấp điện, do dòng tiêu thụ tăng, sụt áp đường dây tăng

 Thiết bị điện mới (230/400V) dùng với nguồn điện cũ (220V/380V)

Tùy theo tiêu chuẩn mỗi nước, mức quá áp cho phép từ 5% đến 10%, mức sụt áp cho phép 3% đến 5%

Ví dụ về tai nạn sụt áp: Với động cơ điện có dòng khởi động Id = 6 Ia Nếu bình

thường, nguồn điện có sụt áp 8% trên mạch dây cuối của động cơ, thì sụt áp sẽ lên đến 48% trong thời gian khởi động, động cơ không thể khởi động được

Ví dụ về tai hại của tình trạng không đồng bộ (mới cũ) trong hệ thống: Với tiêu

chuẩn cũ điện áp định mức của MBA là 220/380V, nhà sản xuất MBA thiết kế sao cho các MBA có điện áp không tải : 231/399V Với tiêu chuẩn mới điện áp định mức của MBA là 230/400V, nhà sản xuất MBA thiết kế sao cho các MBA có điện áp không tải

là 242/420

Khi đó:

 MBA mới non tải sẽ gây ra quá áp cho thiết bị điện cũ;

 MBA đầy đủ tải sẽ gây nên sụt áp cho thiết bị điện mới

Trong các hệ thống điện đặc biệt nhạy cảm với quá áp và thấp áp, người ta cần phải có các khí cụ và thiết bị phù hợp để bảo vệ hệ thống không phải chịu sự cố và thấp áp

2.1.4.2- Xác định sụt áp:

1- Sụt áp tối đa: Tùy theo mỗi quốc gia

Theo IEC 60364 khuyến nghị thì U ≤ 4%

Nhưng cũng có thể tham khảo giá trị cho phép sụt áp như sau:

Chú ý: Không áp dụng cho dòng khởi động hay dòng chuyển mạch quá độ

Đối với động cơ nếu U % > 8% động cơ không thể khởi động được Vì khi khởi động, dòng khởi động của động cơ tăng lên 5 – 7 lần dòng định mức Lúc đó, khi sụt áp 8%, lúc khởi động sẽ tăng sụt áp lên trên 40%

Giáo

Khi sụt áp vượt quá giá trị ở bảng trên thì cần phải sử dụng cáp(dây) có tiết diện lớn hơn

Nếu sụt áp 8% được cho phép thì sẽ gây ra hàng loạt vấn đề cho động cơ như:

 Nói chung, sự vận hành của động cơ đòi hỏi điện áp dao động ± 5% xung quanh giá trị định mức của nó ở trạng thái làm việc ổn định

 Điều này làm động cơ:

+ Đứng yên (do moment điện từ không vượt quá moment tải) và làm cho động

cơ phát nóng, không hoạt động

+ Tăng tốc rất chậm, do vậy dòng tải rất lớn (gây giảm áp trên các thiết bị khác) sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian khởi động

 Sụt áp 8% sẽ gây tổn thất công suất đang kể, nhất là cho các tải làm việc liên tục, do vậy sẽ gây nên sự lãng phí năng lượng Do những nguyên nhân này độ sụt áp lớn nhất cho phép 8% sẽ không được cho phép đối với những lưới rất nhạy với điện áp (xem Hình 2.3 )

Giáo

3 pha cân bằng: 3 pha

(có hoặc không có trung tính)

∆U= √3.I B (R.cos + X.sin ).L 100.ΔU

U N

Trong đó:

IB: Dòng làm việc lớn nhất (A); X: Cảm kháng của dây dẫn ( )

L: Chiều dài dây dẫn (km); R: Điện trở dây dẫn (Ω/km)

R =

S (tiết diện dây, mm2) ; Đối với dây đồng

R =

S (tiết diện dây, mm2) ; Đối với dây nhôm

Chú ý: X đƣợc bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ hơn 50 mm2 Khi không có thông tin nào khác, ta sẽ lấy giá trị X = 0.08

 : Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện, trong đó:

Giáo

b) Tính toán sụt áp bằng cách tra bảng:

∆U = K Ib L Trong đó:

K: sụt áp trên mỗi km dây dẫn Ib(A): dòng đầy tải

L (Km): chiều dài của dây dẫn

Bảng tra K sụt áp dây ∆U (bảng H1-29 trang H1-39 IEC)

Động cơ

Chiếu sáng

Động cơ

Chiếu sáng

Bình thường

Khởi động

Bình thường

Khởi động

0.8

Cos = 0.35

Cos = 1 Cos =

0.8

Cos = 0.35

- 100A với cos = 0.8 ở chế độ vận hành bình thường

- 500A (5.In) với cos = 0.35 khi khởi động

Sụt áp tại điểm nối vào tủ phân phối của động cơ là 10V ở điều kiện bình thường (với dòng tổng là 1000A, xem hình…) Hãy tính sụt áp đến động cơ:

Giá trị này nhỏ hơn 8% , thảo mãn yêu cầu

- Sụt áp ở chế độ làm việc khởi động động cơ:

Tra bảng ta được:

∆U của cáp = 0.52 500 0.05 = 13 V

Giáo

Sụt áp tại tủ phân phối sẽ vƣợt quá 10V do dòng phụ tải khi khởi động động cơ Giả sử dòng chạy qua tủ phân phối khi khởi động động cơ là 900 +500 = 1400A Vậy sụt áp tại tủ phân phối sẽ tăng lên tỉ lệ và có giá trị là:

1 1

1000 = 14 V

∆U tại tủ phân phối = 14 V

∆U cho cáp động cơ = 13 V

P: Công suất định mức của máy biến áp (KVA)

U20: Điện áp dây phía thứ cấp khi không tải (V) In: Dòng định mức (A)

Isc: Dòng ngắn mạch (A)

Usc: Điện áp ngắn mạch của máy biến áp (%) Các giá trị thông dụng của máy biến áp phân phối đƣợc cho ở Bảng

Bảng H1-32 (IEC trang H1-44) Giá trị Usc cho các máy biến áp có điện áp sơ cấp ≤ 20kV

Máy biến áp dầu Máy biến áp khô

b- Trường hợp nhiều máy biến áp mắc song song:

Giá trị của dòng ngắn mạch trên đầu lộ ra nằm phía dưới thanh cái (xem hình 2.6) có thể được coi là tổng của dòng ngắn mạch từ mỗi máy biến áp riêng biệt

Giả sử mỗi máy biến áp đều được nuôi từ cùng một lưới trung áp và các giá trị của chúng được cho trong bảng 1 Khi lấy tổng giá trị dòng ngắn mạch Isc sẽ lớn hơn dòng ngắn mạch thực tế xảy ra

Các giá trị không cần tính toán tới là tổng trở của thanh cái và máy cắt Tuy nhiên việc tính toán dòng ngắn mạch chính xác là cơ sở cho việc thiết kế lắp đặt điện Việc lựa chọn máy cắt cùng với các thiết bị bảo vệ để ngăn ngừa khi có sự cố ngắn mạch

Hình 1.2 - Trường hợp các máy biến áp song song với nhau

2.1.5.2- Tính dòng ngắn mạch 3 pha (Isc) tại điểm bất kỳ của lưới hạ thế:

Dòng ngắn mạch 3 pha Isc tại điểm bất ỳ được tính bởi:

ISC = Un

√3* √R 2

-X 2

Trong đó: