ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN TOÀ NHÀ

Chung cư có số tầng sinh hoạt là 16, mỗi tầng có 8 căn hộ, công suất trung bình mỗi hộ với diện tích tiêu chuẩn 70m2 là p0=5,5kWhộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là 3,5 m. Công suất chiếu sáng chung trong nhà bằng 5% tổng công suất sinh hoạt. Mạch chiếu sáng ngoài trời cách TBA là 25m với tổng chiều dài lấy bằng 5 lần chiều cao của tòa nhà, suất chiếu sáng p0cs=0,03kWm. Suất phụ tải thương mại là p0TM= 100Wm2, và tầng hầm là p0H= 25Wm2. Nhóm động cơ thang máy có hệ số công suất =0,65; hệ số tiếp điện trung bình ε=0,6. Hệ số công suất nhóm động cơ bơm = 0,7. Thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm là 3750, h. Phụ tải sinh hoạt của chung cư tăng theo luật tuyến tính với suất tăng trung bình 0,035, chu kỳ thiết kế là 7 năm.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

Nhiệm vụ C

I Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng

II Các số liệu ban đầu:

1 Thông số cơ bản

Chung cư có số tầng sinh hoạt là 16, mỗi tầng có 8 căn hộ, công suất trung bình mỗi hộ với diện tích tiêu chuẩn 70m2 là p0=5,5kW/hộ Chiều cao trung bình của mỗi tầng là 3,5 m Công suất chiếu sáng chung trong nhà bằng 5% tổng công suất sinh hoạt Mạch chiếu sáng ngoài trời cách TBA là 25m với tổng chiều dài lấy bằng 5 lần chiều cao của tòa nhà, suất chiếu sáng p0cs=0,03kW/m Suất phụ tải thương mại là p0TM= 100W/m2, và tầng hầm

là p0H= 25W/m2 Nhóm động cơ thang máy có hệ số công suất =0,65; hệ số tiếp điện trung bình ε=0,6 Hệ số công suất nhóm động cơ bơm = 0,7 Thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm là 3750, h Phụ tải sinh hoạt của chung cư tăng theo luật tuyến tính với suất tăng trung bình 0,035, chu kỳ thiết kế là 7 năm

Nguồn điện có công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện 𝑆𝑘= 225𝑀𝑉𝐴; điện áp nguồn là 22 kV; khoảng cách từ điểm đấu điện đến tòa nhà là 150M Hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ thanh cái hạ áp của MBA là

5% Giá thành tổn thất điện năng c =1800 đ/kWh, thiệt hại do mất điện là

gth = 18000 đ/kWh, hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc=0,125, hệ số khấu hao và vận hành-sửa chữa lớn của thiết bị kkh=6%

Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện Các số liệu khác xem trong bảng số liệu và các sổ tay tra cứu

2 Số liệu tính toán (xem bảng số liệu)

III Nội dung

1 Xác định phụ tải tính toán tòa nhà

2 Lựa chọn phương án cấp nguồn và TBA

3 Lựa chọn sơ đồ nối điện của hệ thống

4 Tính ngắn mạch và chọn các phần tử trên sơ đồ

5 Hạch toán công trình

IV Các bảng biểu, bản vẽ

1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện đã lựa chọn

2 Bảng tổng hợp vật tư thiết bị và các số liệu tính toán

Ngày giao: / / Ngày nộp: / / Giảng viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 - XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1

1.1 Tính toán phụ tải sinh hoạt 1

Bảng 1.1 suất tăng phụ tải hàng năm 2

Bảng 1.2 : Hệ số đồng thời của phụ tải phụ thuộc vào số hộ gia đình 2

1.2 Phụ tải tầng thương mại 3

1.3 Phụ tải tầng hầm 4

1.4 Tính toán phụ tải động lực 4

1.4.1 Phụ tải thang máy 4

Bảng 1.3 hệ số nhu cầu thang máy 4

1.3.2 Phụ tải bơm kỹ thuật 5

Bảng 1.4 hệ số nhu cầu bơm kỹ thuật 5

1.3.3 Tổng hợp phụ tải nhóm động lực 5

1.5 Tính toán phụ tải chiếu sáng ngoài trời 6

1.5.1 Tổng hợp phụ tải toàn tòa nhà 6

Bảng 1.5: tổng hợp công suất và hệ số công suất 6

Bảng 1.6: Hệ số tham gia vào cực đại của một số nhóm tải sau: 6

CHƯƠNG 2 - THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ 8

2.1 Lựa chọn phương án trạm biến áp 8

2.1.1 Vị trí đặt trạm biến áp 8

2.1.2 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp 8

2.1.2.1 Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép 9

2.1.2.2 Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép 9

2.1.3 Phương án trạm biến áp 9

2.1.3.1 Phương án 1: 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng 9

2.3.1.2 Phương án 2: 2 máy biến áp vận hành song song 10

Bảng 2.1: Thông số MBA đã chọn của 2 phương án 11

2.3.1.3 Chi phí tính toán các trạm biến áp 11

2.3.1.3.1 Phương án 1: 1 máy biến áp 11

2.3.1.3.2 Phương án 2: 2 máy biến áp vận hành song song 12

2.3.1.3.3 So sánh phương án 12

2.1.4 Chọn cáp từ MBA tới tủ phân phối tổng 12

2.2 Lựa chọn sơ đồ cung cấp bên trong chung cư 13

2.2.1 Các phương án sơ bộ 13

Hình 2.3:Sơ đồ cấp điện các tầng phương án 1 14

Bảng 2.2:Các tầng khác tính toán tương tự như sau: 16

2.2.1.2 Phương án 2 18

Bảng 2.3: Sau khi tính toán ta có bảng như sau: 19

2.2.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu 20

Bảng 2.4:Tính toán tương tự ta có bảng kết quả sau 21

Bảng 2.5:Tính toán cho phương án 2 22

Bảng 2.6:Tổng kết hai phương án 23

2.2.3 Tính toán lựa chọn phần từ các mạch phụ tải khác 23

2.2.3.1 Chọn dây dẫn cho hệ thống thang máy 23

2.2.3.2 Chọn dây dẫn cho hệ thống bơm 24

2.2.3.3 Chọn dây dẫn cho hệ thống chiếu sáng ngoài 25

2.2.3.4 Chọn dây dẫn cho phụ tải tầng hầm 25

CHƯƠNG 3 - TÍNH NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 27

3.1 Tính toán ngắn mạch 27

Sơ đồ tính toán ngắn mạch 27

Hình 3.1: Sơ đồ thay thế các điểm ngắn mạch : 27

Tính dòng ngắn mạch tại các điểm 28

3.1.2.1 Tính ngắn mạch phía cao theo IEC-60909 28

3.1.2.2 Tính ngắn mạch phía hạ áp theo IEC-60909 29

Bảng 3.1: tổng kết các điểm ngắn mạch 30

3.2 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện 30

Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện 30

Đồ án môn học cung cấp điện

Bảng 3.2:bảng kiểm tra ổn định nhiệt dây dẫn đã chọn 31

Lựa chọn thiết bị điện tủ hạ thế tổng TBA 32

- Chọn máy biến dòng phía hạ áp 32

Thông số máy biến dòng hạ áp BD21 32

- Chọn thanh cái 32

Thông số thanh cái 32

- Chọn sứ cách điện 33

Thông số sứ cách điện 33

- Chọn aptomat 34

+ Chọn aptomat tổng A0 34

Thông số aptomat 34

- Lựa chọn thiết bị điện tủ điện tầng 34

+ Chọn aptomat A1 cho mạng điện sinh hoạt 34

Thông số aptomat 34

+ Chọn aptomat A2 cho tầng 1 ( Tầng Thương Mại) 34

Thông số aptomat 35

+ Chọn aptomat A3 cho tầng 4 (Tầng sinh hoạt) 35

Thông số aptomat 35

+ Chọn aptomat A4 cho tầng Hầm 35

Thông số aptomat 36

+ Chọn aptomat A5 cho mạch chiếu sáng ngoài trời 36

- Lựa chọn thiết bị điện tủ động lực 36

+ Chọn aptomat A6 cho mạch động lực 36

Thông số aptomat 36

- Chọn aptomat cho thang máy 36

+ Aptomat A7 cho thang máy lớn: 36

Thông số aptomat 37

+ Aptomat A8 cho thang máy nhỏ 37

Thông số aptomat 38

+ Chọn aptomat A9 cho trạm bơm 38

Thông số aptomat 38

Bảng tổng hợp aptomat đã chọn 38

3.2.5 Chọn thiết bị phía cao 39

- Chọn dao cách ly 39

- Chọn chống sét van 40

- Chọn máy cắt 40

- Chọn cầu chì 41

- Chọn và kiểm tra máy biến áp đo lường BU: 42

Hình 3.2:Sơ đồ nguyên lý mạng điện phía cao chung cư 43

CHƯƠNG 4 – TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 43

4.1 Tính toán và lựa chọn mạch tụ bù 43

4.1.1 Lựa chọn vị trí và công suất bù 44

4.1.2 Chọn dây và thiết bị bảo vệ cho mạch bù 44

Hình 4.1:Sơ đồ nguyên lý bù tại thanh cái hạ áp 45

CHƯƠNG 5 - HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 46

5.1 Phần trạm biến áp 46

Bảng 5.1 Liệt kê các thiết bị chính và hạch toán giá thành 46

5.2 Phần mạng điện cấp điện cho các tầng 47

Bảng 5.2 Liệt kê các thiết bị chính và hạch toán giá thành 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

Đồ án môn học cung cấp điện

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam đã gia nhập WTO mở đầu cho một thời đại kinh tế mới Nền kinh

tế lấy các ngành công nghiệp dịch vụ là chủ đạo Trong thời kì công nghiệp hóa này không ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng cuả các ngành công nghiệp năng lượng, mà trong đó ngành điện là một trong những ngành chủ chốt Cũng chính vì vai trò quan trọng của ngành điện mà các kĩ sư hệ thống điện cang phải đáp ứng được những nhu cầu cao hơn Phải có được những vốn kiến thức vững chắc về ngành để thiết kế xây dựng nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các yêu cầu

về kinh tế cũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế Các chỉ tiêu đặt ra khi tiến hành thiết kế cung cấp điện là:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

- Độ tin cậy cung cấp điện cao, ít sự cố, có thể phát triển về sau này

- Đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế vốn đầu tư là nhỏ nhất

Kĩ thuật và kinh tế luôn là hai vấn đề trái ngược và mây thuẫn với nhau Để giải quyết vấn đề này chúng ta cần thiết kế cung cấp điện một cách tối ưu nhất Điều này

sẽ được trình bày cụ thể trong đồ án môn học “Cung cấp điện “ với đề tài là “ Thiết

kế cung cấp điện cho một chung cư cao tầng“

Trong thời gian thực hiện để tài cùng với sự cố gắng tìm hiểu của bản thân em

đã nhận được rất nhiêu từ các thầy cô trong khoa Đặc biệt là giảng viên là người

trực tiếp giảng dậy em môn”Cung cấp điện” và hướng dẫn em làm đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý chỉnh sửa của các thầy

cô cùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc học tập trong nhà trường

Em xin trân thành cảm ơn !

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.Giới thiệu chung

Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một tăng nhanh,các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất đô thị ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một khuynh hướng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho người dân

2 Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án 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 cho hộ tiêu thụ luôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nó thoả mãn các yêu cầu sau:

- Tính khả thi cao

- Vốn đầu tư nhỏ

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải

- Chi phí vận hành hàng năm thấp

- Đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị

- Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa

- Đảm bảo chất lượng điện,nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏ nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức

Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong tương lai,giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan của công trình

Dưới đây em xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 16 tầng với đầy đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án như

sau:

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

CHƯƠNG 1 - XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

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

1.1 Tính toán phụ tải sinh hoạt

- Phụ tải căn hộ gia đình

Tổng nhu cầu phụ tải sinh hoạt của chung cư:

= 1,05);

kđt - hệ số đồng thời phụ thuộc vào số căn hộ;

p0 – suất tiêu thụ công suất trung bình của mỗi căn hộ, kW/hộ;

Fi – diện tích căn hộ loại i, m2;

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: P t P0.(1(tt0)

Trong đó P0: phụ tải năm cơ sở Công suất trung bình căn hộ P0=5,5kW/hộ

α suất tăng phụ tải hàng năm αtb=3,5%

Phụ tải tính toán sẽ là phụ tải cực đại ở năm cuối của chu kỳ thiết kế.Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như sau:

P1 = 5,5.[1+0,035.(1-0)] = 5,693 Tính toán tương tự cho các năm khác, kết quả tương tự cho trong bảng

Xác định phụ tải sinh hoạt của chung cư:

- Trong đó kh1, kh2, kh3, kh4 lần lượt là các hệ số điều chỉnh đối với các căn hộ

có diện tích trên 70m2 tăng thêm 1% cho mỗi m2 đối với căn hộ dùng bếp điện

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Áp dụng phương pháp nội suy lagrange như sau:

Hệ số đồng thời kdt(8) =(8−5).(0,47−0,55)

(10−5) + 0,55 = 0,502 Công thức tính toán cho mỗi tầng được xác định như sau:

ứng với mỗi tầng là 8 hộ nên ta có: kdt=0,502

P  0

Trong đó : P0TM: là suất phụ tải thương mại (P0TM = 100W/m 2)

S i: là diện tích mỗi tầng thương mại (𝑆𝑖=𝑅 𝐷 = 20.50 = 1000𝑚2)

𝑃𝑇𝑀𝑖= 𝑃0𝑇𝑀 𝑆𝑖= 100.1000 = 100𝑘𝑊

𝑄𝑇𝑀𝑖= 𝑄𝑇𝑀𝑖 tgφ = 100.0,62 = 62𝑘𝑊 Cho toàn bộ nhóm PTTM

1.4.1 Phụ tải thang máy

Công thức tính toán của thang máy được xác định theo biểu thức:

n: số lượng thang máy

Ptmi :công suất thang máy thứ iP tmi P ntm 

Pn.tm: công suất định mức của thang máy

ԑ : hệ số tiếp điện của thang máy, chọn ԑ =0,6

Pgi: công suất mạch điều khiển động cơ thang máy Pgi=10%.Ptmi

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

18 

19 - - 1 1 0,9 0,8 0,75 0,7 0,67 0,63 0,52 0,45

20

÷24 - - 1 1 0,95 0,85 0,8 0,75 0,7 0,66 0,54 0,47 Chung cư có 1 thang máy lớn và 3 thang máy nhỏ Công suất định mức tương ứng

1.3.2 Phụ tải bơm kỹ thuật

Công thức tính toán của bơm kỹ thuật được xác định theo biểu thức:

1

n bom nc bom bom i

P k P

Trong đó: knc.bom: hệ số nhu cầu bơm kỹ thuật

n: số bơm

Pbơm.i: công suất bơm thứ i

Bảng 1.4 hệ số nhu cầu bơm kỹ thuật

Số lượng động cơ kncb Số lượng động cơ kncb

phụ tải tính toán của trạm bơm

Số nhóm máy bơm là 3 vậy knc.bơm =0,85

𝑑𝑙 𝑑𝑙

𝑆𝑑𝑙= √𝑃𝑑𝑙2 + 𝑄𝑑𝑙2 = √209,6822+ 218,072 =302,52(kVA)

1.5 Tính toán phụ tải chiếu sáng ngoài trời

Chiếu sáng trong chung cư bao gồm chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng ngoài trời 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: Theo đề bài thiết kế 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

0

cs cs

P P l

Trong đó: Pocs: suất phụ tải chiếu sáng [W/m]

l: Tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời 1= n.H.5 = 20.3,5.5 = 350 (m)

Công suất cần cho chiếu sáng P csP l0cs 350.0, 03 10,5( kW)

1.5.1 Tổng hợp phụ tải toàn tòa nhà

Sử dụng phương pháp hệ số tham gia vào cực đại cho 5 tải : chiếu sáng,động lực,sinh hoạt,thương mại

Bảng 1.5: tổng hợp công suất và hệ số công suất

chiếu sáng động lực sinh hoạt T.mại

Tầng hầm

𝑃𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 : công suất tính toán của phụ tải lớn nhất (𝑃𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥= 𝑃𝑠ℎ= 435,52 𝑘𝑊)

𝑃𝑡𝑡𝑖 : công suất tính toán của các phụ tải còn lại

𝑘𝑡𝑚𝑖 : hệ số tham gia vào cực đại

Bảng 1.6: Hệ số tham gia vào cực đại của một số nhóm tải sau:

Loại phụ tải Cực đại ngày Cực đại đêm

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

= 435,52 + (0,5.10,5 + 0,8.209,682 + 1.300 + 1.25) = 933,5156(𝑘𝑊)

Theo cực đại đêm

𝑃𝑡𝑡.đê𝑚= 𝑃𝑠ℎ+ (0,9 𝑃𝑐𝑠𝑁+ 0,4 𝑃đ𝑙+ 1 𝑃𝑇𝑀+ 1 𝑃𝐻)

= 435,52 + (0,9.10,5 + 0,4.209,682 + 1.300 + 1.25) = 853,8428(𝑘𝑊) Vậy 𝑃𝑡𝑡= 𝑃𝑡𝑡.𝑛𝑔à𝑦= 933,5156 (𝑘𝑊)

Cos𝜑𝑡𝑡 = ∑𝑃𝑖 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝑖

∑𝑃 𝑖 =𝑃𝑠ℎ 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝑠ℎ + 𝑃 𝑐𝑠 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝑐𝑠 +𝑃 𝑇𝑀 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝑇𝑀 +𝑃 𝑑𝑙 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝑑𝑙 +𝑃 𝐻 𝐶𝑜𝑠𝜑 𝐻

𝑃 𝑠ℎ +𝑃 𝑐𝑠 +𝑃 𝑇𝑀 +𝑃 𝑑𝑙 +𝑃 𝐻 =435,52.0,9+10,5.0,85+300.0,85+209,682.0,693+25.0,85

435,52+10,5+300+209,682+25 = 0,8386

 tg𝜑𝑡𝑡=0,6496

𝑄𝑡𝑡= 𝑃𝑡𝑡 tg𝜑𝑡𝑡= 933,5156.0,6496 = 606,412 (𝑘𝑉𝐴𝑟)

𝑆𝑡𝑡= 𝑃𝑡𝑡Cos𝜑𝑡𝑡=

933,51560,8386 = 1113,183 (𝑘𝑉𝐴) Phân loại phụ tải

Phụ tải loại 1 gồm có : phụ tải động lực + phụ tải chiếu sáng ngoài

Spt1 =Sdl + Scsn =209,682

0,693 +10,5

0,85= 314,924 (𝑘𝑉𝐴) Phụ tải loại 2 gồm phụ tải thương mại+phụ tải tầng hầm+ phụ tải chiếu sáng trong

Spt2=Stm + SH + 5% Ssh =300

0,85+ 25

0,85+ 5

100 435,52 0,85 = 265,94 (𝑘𝑉𝐴) Phụ tải loại 3 là phụ tải sinh hoạt

Spt3=Ssh = 435,52

0,9 = 483,91 (𝑘𝑉𝐴)

CHƯƠNG 2 - THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

2.1 Lựa chọn phương án trạm biến áp

Lựa chọn sơ đồ cấp điện cho tòa nhà:

Trạm biến áp là phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện TBA dùng để biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác

Số lượng, vị trí lắp đặt và phương thức vận hành trạm biến áp có ảnh hưởng lớn tới chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc lựa chọn số lượng MBA luôn gắn liền với lựa chọn phương án lựa chọn MBA tốt nhất dựa theo các tiêu chí sau:

- Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ nhất

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Cung cấp điện cho 1 chung cư cao tầng thường dùng 2 MBA vận hành song song, hoặc 1 MBA và 1 máy phát điện

dự phòng nhưng với điều kiện:

+ Phải chọn MBA đáp ứng được nhu cầu phụ tải trong tương lai + Cần phải vận hành kinh tế để thay thế 1 máy cho 2 máy khi non tải hoặc khi có sự cố

- Điều kiện chọn công suất máy biến áp:

+ Điều kiện bình thường  S đmB S tt

+ Điều kiện sự cố

 

sc đmB qt

S S

2.1.2 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp

Đường dây từ điểm đấu điện trực tiếp từ lưới cấp điện áp 22kV đến TBA thì ta chọn dây dẫn lộ đơn và chọn tiết diện dây theo phương pháp mật độ dòng kinh tế Nguồn cấp là dây 22 kV, TBA 22/0,4(kV).Khoảng cách từ điểm đấu điện đến trạm biến áp là 150m

Chọn loại dây cáp với Tmax = 3750 h tra trong bảng 4.3[2] đối với dây cáp lõi đồng

Jkt= 3,1 (A/mm 2)

Dòng điện lớn nhất chạy trên cáp bỏ qua tổn thất của TBA và các đường dây

chính của chung cư là :

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥= 𝑆𝑡𝑡Σ

𝑛 √3 𝑈=

1113,183

√3 22 = 29,21(𝐴) Với n là số lộ đường dây, chọn sơ bộ 1 lộ đường dây

Tiết diện theo mật độ dòng kinh tế là:

𝐹𝑘𝑡=𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥

𝐽𝑘𝑡 =

29,213,1 = 9,423 (𝑚𝑚

2)

Để đảm bảo độ bền cơ học, tiết diện cáp tối thiểu không nhỏ hơn 35mm2 Vậy nên

ta chọn cáp đồng 3 lõi đai thép có cách điện XLPE vỏ PVC cấp điện áp 24kV do hãng Furukawa chế tạo có tiết diện là 35 mm2 Cáp được chọn có các thông số sau

2.1.2.1 Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép

Ta có dòng cho phép được đi qua dây cáp là :

ax

1 2

lvm cp

I I

k k

Trong đó:

Icp : là dòng điện cho phép của dây dẫn tiêu chuẩn, A

Ilvmax : là dòng điện cực đại lâu dài chạy trong dây dẫn, A

k1 : là hệ số tính đến môi trường đặt dây ( ta lấy k1=1)

k2 : là hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng của các dây dẫn đặt

gần nhau (k2=1)

Do đó : 𝐼𝑐𝑝= 170𝐴 > 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥= 29,21 A

 Thỏa mãn điều điện dòng điện cho phép

2.1.2.2 Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép

∆U<∆Ubt.cp dây dẫn AC-35 thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp

IMax < Icp.nt dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng của dây dẫn Như vậy chọn dây dẫn AC-35 là phù hợp

2.1.3 Phương án trạm biến áp

2.1.3.1 Phương án 1: 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng

Điều kiện chọn máy biến áp

𝑆𝑑𝑚𝐵 ≥ 𝑆𝑡𝑡= 933,5156

0,8386 = 1113,183(𝑘𝑉𝐴) Tra bảng 1.6 [1] ta chọn MBA 22/0,4 có Sđm = 1250 kVA

Hình 2.1: Sơ đồ cấp điện ngoài phương án 1

2.3.1.2 Phương án 2: 2 máy biến áp vận hành song song

Khi 1 máy bị sự cố, máy còn lại phải tải toàn bộ công suất của phụ tải Lúc

này có thể cho phép biến áp quá tải 40% trong thời gian 5 ngày đêm mỗi ngày quá

tải không quá 6 giờ 5 ngày đêm chính là khoảng thời gian cần thiết để đưa máy sự

cố ra khỏi lưới và thử nghiệm, lắp đặt để đưa mát dự phòng vào làm việc:

𝑆𝑑𝑚𝐵 ≥𝑆𝑡𝑡

2 =

1113,183

2 = 556,5915(𝑘𝑉𝐴)

𝑆𝑑𝑚𝐵 ≥𝑆𝑠𝑐1,4=

580,864 1,4 = 414,689(𝑘𝑉𝐴) Tra bảng 1.6 [1] ta chọn MBA 22/0,4 có Sđm = 630 kVA

Hình 2.2: Sơ đồ cấp điện ngoài phương án 2

Như vậy ta chọn các phương án sau:

Phương án 1: Chọn 1MBA 1250kVA

Phương án 2: Chọn 2 MBA 630kVA

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

Bảng 2.1: Thông số MBA đã chọn của 2 phương án

2.3.1.3 Chi phí tính toán các trạm biến áp

Để chọn phương án tối ưu ta so sánh hàm chi phí tính toán của cả 2 phương án

 tc kh. B .

Z a k V  A cH

Trong đó

atc: hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn (atc=0,125 )

kkh: hệ số khấu hao vận hành, sửa chữa của thiết bị (kkh=6%)

Vb: vốn đầu tư MBA

S

S P n t P n

𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 10−4)2 8760 = (0,124 + 3750 10−4)2 8760 ≈ 2181,249ℎ

C

 : giá thành tổn thất điện năng (C=1800 đ/kWh)

H : chi phí tổn thất do mất điện trong 1 năm

th f

tt T g P

gth: thiệt hại do mất điện (gth=18000 đ/kWh)

2.3.1.3.1 Phương án 1: 1 máy biến áp

- Tổn thất điện năng của trạm:

- Chi phí tổn thất do mất điện trong 1 năm:

Khi sự cố với MBA thì thiệt hại phụ tải loại 1 và loại 2

2.3.1.3.2 Phương án 2: 2 máy biến áp vận hành song song

- Tổn thất điện năng của trạm

- Chi phí tổn thất do mất điên trong 1 năm:

Với 2 MBA khi xảy ra sự cố 1 máy,máy còn lại sẽ gánh tải của phụ tải của máy sự

cố, nên không tính thiệt hại phụ tải

- Chi phí quy đổi

Vậy ta chọn phương án 2 làm phương án cho TBA

2.1.4 Chọn cáp từ MBA tới tủ phân phối tổng

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp Tủ phân phối trung tâm

cung cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng Ngoài ra nó còn cung

cấp nguồn cho các phụ tải chính như : thang máy, hệ thống bơm nước,cứu hỏa

Chọn khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là 4m ,đi dây lộ kép

Có dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây là :

Commented [d1]: Chỉ xét sự cố MBA, không xét sự cố

mất nguồn lưới

Trạm 1 máy thì tính thiệt hại phụ tải 1&2

Trạm 2 máy thì không tính thiệt hại

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

Hình 2.3:Sơ đồ cấp điện các tầng phương án 1

Hộp kỹ thuật

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

- Chọn cáp cho 3 tầng thương mại

Chiều dài cáp lên tầng 1 là :

Từ kết quả trên tra trong bảng 4.14[1] ta chọn cáp 4 lõi đồng cách điện PVC có

dòng cho phép là 198 (A) ,là dòng của dây cáp đồng vỏ PVC tiết diện 95 mm 2 , do

hãng CADIVI chế tạo

Thông số của đường dây: r0= 0,194 (Ω/km) ; x0=0,06 (Ω/km) ( bảng 2.8 [5])

+ Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Từ kết quả trên tra trong bảng 4.14[2] ta chọn cáp 4 lõi đồng cách điện PVC có tiết diện 25 mm2 ,Icp = 88 A

Thông số của đường dây: r0= 0,74 (Ω/km) ; x0=0,066 (Ω/km) ( bảng 2.8 [5])

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây cáp đã chọn thoả mãn

Bảng 2.2:Các tầng khác tính toán tương tự như sau:

Tầng

(Km) (kW) (kVAr) (A) (A) (mm2) (Ω/km) (Ω/km) (V)

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

Các tầng 1,2,3 được cung cấp điện từ đường cáp riêng Tầng 4,8,12,16 được

cung cấp bởi các đường cáp trục Tầng 5,6,7 được cấp điện từ TPP tầng 4 Tầng

9,10,11 được cấp điện từ TPP tầng 8 Tầng 13,14,15 được cấp điện từ TPP tầng 12

Tầng 17,18,19,20 được cấp điện từ TPP tầng16

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

Hình 2.4:Sơ đồ cấp điện các tầng phương án 2

Tính toán 1 nhưng có 1 số tương tự phương án thay đổi như sau:

Công suất tác dụng và công suất phản kháng ở các tầng 4,8,12,16 là

𝑃𝑡4= 𝑃𝑡8= 𝑃𝑡12= 𝑃𝑡16= 150,16𝑘𝑊

𝑄𝑡4= 𝑄𝑡8= 𝑄𝑡12= 𝑄𝑡16= 75,4𝑘𝑤

Bảng 2.3: Sau khi tính toán ta có bảng như sau:

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19

TPP

Trung

Tâm

(Km) (kW) (kVAr) (A) (A) (mm2) (Ω/km) (Ω/km) (V)

1 TPP1 0,010 100,000 62,000 169,809 198,000 95,000 0,194 0,060 0,549

2 TPP2 0,013 100,000 62,000 169,809 198,000 95,000 0,194 0,060 0,751

3 TPP3 0,017 100,000 62,000 169,809 198,000 95,000 0,194 0,060 0,954

4 TPP4 0,020 150,160 75,400 240,819 270,000 150,000 0,122 0,059 1,138

2.2.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu

Chi phí quy đổi được xác định theo biểu thức:

Z(a a ).Vc A YTrong đó :

+ atc : Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư (atc=0,125)

+ aom : Hệ số bảo dưỡng và vận hành Tra theo bảng 3.1[1] đối với đường dây

hạ áp aom = 0,036

+ Vi : Vốn đầu tư của cáp lên tầng thứ i ; Vi = V0 li

V0: giá thành 1m đường dây [8]

+ cΔ : Giá thành tổn thất điện năng cΔ = 1800 (đ/kWh)

+ ΔAi : Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây thứ i

+Yth : Chi phí tổn thất khi mất điện, do khi mất điện thì các dây dẫn đều mất

điện như nhau nên thành phần này ta có thể bỏ qua, không xét đến trong tính toán

chi phí quy dẫn của các phương án

Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây lên tầng i:

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHUNG CƯ

Q.r l 10U

Z (a a ).V c A

=(0,125+0.036).690,36.106 0,0095 + 1800.347,834 =1,682.106(đ)

Bảng 2.4:Tính toán tương tự ta có bảng kết quả sau

Bảng 2.5:Tính toán cho phương án 2