Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao 21 tầng

Bản vẽ: Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp điện cho tòa nhà chung cư; Sơ đồ trạm biến áp nguồn: nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt, nối đất LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đạ

KHOA ĐIỆN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật điện- điện tử Hệ đào tạo: Chính quy

1 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao 21 tầng

2 Các dữ liệu ban đầu

dung các phần thuyết minh và tính toán

3.1 Các phần chính của bản thuyết minh đề tài tiểu luận tốt nghiệp

- Lời nói đầu;

- Các chương nội dung chính: 1,2,3, ;

- Kết luận và hướng phát triển của đề tài;

- Phụ lục;

- Tài liệu tham khảo

3.2 Đề cương của các chương

Hình 2

- Chương 1: Xác định phụ tải tính toán chung cư

- Chương 2: Thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

- Chương 3: Tính toán lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và thiết bị

- Kết luận

Tài liệu tham khảo:

[1]- Trần Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện (phần 2)

[2]-Trần Quang Khánh, Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC

Bản vẽ: Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp điện cho tòa nhà chung cư;

Sơ đồ trạm biến áp nguồn: nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt, nối đất

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vai tròđặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trongcác ngành kinh tế quốc dân, điện năng là tiền đề cho sự phát triển của đất nước

Ngày nay điện năng trở thành năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnhvực kinh tế Mỗi khi có một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới, một khu dân cư mớiđược xây dựng thì ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh

Là một sinh viên nghành Điện - những kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp tham gia thiết kế các

hệ thống điện, cho nên ngay từ khi còn là sinh viên thì việc được làm đồ án là sự tập dượt,vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế các hệ thống điện như là cách làm quen với

công việc sau này Từ thực tiễn trên em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao 21 tầng”.

Trong thời gian làm tiểu luận vừa qua với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo ThS Nguyễn Thị Thanh Bình & thầy giáo ThS Bùi Trung Tuyến, chúng em đã hoàn thành tiểu luận tốt

nghiệp của mình Tuy nhiên, do kinh nghiệm thực tế chưa nhiều cũng như kiến thức còn hạnhẹp nên trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránh khỏi thiếu sót Em xin cảm ơn, ghinhận mọi ý kiến góp ý của tất cả các thầy cô giáo để em tiếp tục hoàn thiện kiến thức củamình và em cũng xin chân thành cảm ơn của cô giáo đã hướng dẫn nhiệt tình để em có thểhoàn thành đề tài này với kết quả tốt nhất

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Vinh , ngày … tháng 11 năm 2021

Sinh viên thực hiện

1.6 Phân loại phụ tải

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp

2.2 Chọn máy biến áp cho trạm

2.2.1 Lựa chọn máy biến áp

2.2.2 Tính toán cho các phương án

2.3 Lựa chọn phương án cấp điện cho toàn chung cư

2.3.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài

2.3.2 Sơ đồ mạng điện bên trong tòa nhà

2.3.3 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho tòa nhà

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN, KIỂM TRA DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

3.2 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

3.3 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng

3.4 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến các tủ phân phối

3.4.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ sinh hoạt

3.4.2 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ điện thang máy

3.4.3 Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến thang máy

3.4.4 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ điện máy bơm

3.4.5 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối bơm đến máy bơm

3.4.6 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ điện chiếu sáng

3.5.Chọn sơ đồ đi dây và dây dẫn từ tủ sinh hoạt đến các tầng

3.5.1 Phương án 1

3.5.2 Phương án 2

3.5.3 So sánh 2 phương án

3.6 Chọn dây dẫn từ tủ điện tầng đến các căn hộ

3.7 Chọn daay dẫn cho mạng điện chiếu sáng

3.8 Tính toán ∆P, ∆Q

3.8.1 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng 3.8.2 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến tủ sinh hoạt 3.8.3 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ sinh hoạt lên đến các tầng

3.8.4 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ sinh hoạt lên đến các căn hộ

3.8.5 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến các thang máy 3.8.6 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm 3.8.7 Hao tổn điện năng trên đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến điện chiếu sáng

3.11.3 Chọn Aptomat bảo vệ mạch tủ thang máy (A3)

3.11.4 Chọn Aptomat bảo vệ mạch tủ máy bơm (A4)

3.11.5 Chọn Aptomat bảo vệ mạch tủ chiếu sáng (A5)

3.11.6 Chọn Aptomat bảo vệ mạch trục chính các tầng (A6) 3.11.7 Chọn Aptomat bảo vệ mạch các thang máy (A7)

3.11.8 Chọn Aptomat bảo vệ mạch máy bơm (A8)

3.11.9 Chọn Aptomat bảo vệ các căn hộ (A9)

3.11.10 Chọn Aptomat bảo vệ chiếu sáng trong nhà (A10) 3.11.11 Chọn Aptomat bảo vệ chiếu sáng ngoài trời (A11) 3.11.12 Chọn khởi động từ

3.12 Kiểm tra các thiết bị

3.12.1 Kiểm tra Aptomat lộ tổng (A1)

3.12.2 Kiểm tra Aptomat tủ sinh hoạt (A2)

3.12.3 Kiểm tra Aptomat tủ thang máy (A3)

3.12.4 Kiểm tra Aptomat tủ máy bơm (A4)

3.12.5 Kiểm tra Aptomat tủ chiếu sáng (A5)

3.12.6 Kiểm tra Aptomat lên các tầng (A6)

3.12.7 Kiểm tra Aptomat bảo vệ các thang máy (A7)

3.12.8 Kiểm tra Aptomat bảo vệ mạch máy bơm (A8)

3.12.9 Kiểm tra n Aptomat bảo vệ các căn hộ (A9)

3.12.10 Kiểm tra Aptomat bảo vệ chiếu sáng trong nhà (A10) 3.12.11 Kiểm tra Aptomat bảo vệ chiếu sáng ngoài trời (A11)

PHẦN B CÁC BẢN VẼ

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Thông số kỹ thuật chi tiết các loại máy biến áp

Hình 2.2 Sơ đồ Nguyên lý sử dụng 2 MBA và 1 máy phát

Hình 2.3 Sơ đồ Nguyên lý sử dụng 1 MBA và 1 máy phát

Hình 2.4 Mặt cắt trạm biến áp

Hinh 2.5 Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho chung cư

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

Hình 2.7 Sơ đồ trục 1 cung cấp điện cho 7 tầng trên, trục thứ 2 cung cấp điện cho 14tầng dưới

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho toàn chung cư 21 tầng

Hình 3.1 Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 1

Hình 3.2 Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 2

Hình 3.3 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng trong nhà

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Suất tăng phụ tải hằng năm

Bảng 1.2 Hệ số đồng thời của phụ tải sinh hoạt phụ thuộc vào số hộ gia đìnhBảng 1.3 Hệ số công suát của các hộ dùng điện

Bảng 1.4 Số liệu kỹ thuật trạm bơm

Bảng 1.5 Công suất của bơm

Bảng 1.6 Số liệu phụ tải tính toán các nhóm

Bảng 2.1 Phương án 1 dùng 2 máy biến áp 180 kVA

Bảng 2.2 Phương án 2 dùng 1 máy biến áp 400 kVA

Bảng 2.3 So sánh 2 phương án

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây cao áp

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây lên tầng

Bảng 3.3 Kết quả tính chọn dây dẫn

Bảng 3.4 Kết quả tính toán tổn thất trong mạng điện

Bảng 3.5 Kết quả tính toán ngắn mạch

Bảng 3.6 Bảng kết quả chọn thiết bị bảo vệ

TÓM TẮT NỘI DUNG TIỂU LUẬ

Tiểu luận này trình bày về thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà ở chung cư 21tầng Trên cơ sở vận dụng lý thuyết tiến hành nghiên cứu và tính toán lựa chọn phương

án cung cấp điện, lựa chọn thiết bị điện và thiết kế các hệ bảo vệ an toàn cho tòa nhà.Nội dung tiểu luận gồm:

Phần A: Thuyết minh

Chương 1: Xác định phụ tải tính toán chung cư

Chương 2: Thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện Chương 3: Tính chọn và kiểm tra dây dẫn, thiết bị điện

Phần B: Các bản vẽ

Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư

Sơ đồ trạm biến áp nguồn: nguyên lý ,mặt bằng ,mặt cắt ,nối đất

Sơ đồ mạng điện căn hộ

Trong quá trình làm tiểu luận không tránh những thiếu sót, em mong nhận được ý kiếnđóng góp của các thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn

SUMMARY OF THESI

This essay presents the design of the power supply system for a 14-storey apartmentbuilding On the basis of applying theory, conduct research and calculate, select power

supply options, select electrical equipment and design safety protection systems forbuildings.

Essay content includes:

Part A: Explanation

Chapter 1: Determining the apartment calculation load

Chapter 2: Designing the schematic diagram of the power supply principle Chapter 3: Selection and testing of electrical conductors and equipment

Part B: Drawings

The schematic diagram of the electrical network for the apartment building

Power transformer station diagram: principle, ground, cross-section, grounding

Apartment electrical network diagram

In the process of making the essay, I do not avoid shortcomings, I hope to receivecomments from teachers and friends to improve the project

NỘI DUNG ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN

Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao 21 tầng Tầng 1-14 mỗi tầng có 10 hộ,Tầng 15-21 mỗi tầng có 6 căn hộ Chia làm 4 loại A, B, C, D Tương ứng với A là căn

hộ có diện tích 135 (m2), B là 128 (m2), C là 85 (m2), D là 74,5 (m2), công suất tiêu thụmỗi hộ có diện tích 70 m2 là p0 (kW/hộ) Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H =3,8(m)

Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng 5 lần chiều cao của tòa nhà, suấtcông suất chiếu sáng là pocs2=0,03 (W/m) Khoảng cách từ nguồn đấu điện đến tườngcủa tòa nhà là L = 100 (m)

- Toàn bộ chung cư có 3 thang máy:

+ công suất 1 thang máy lớn là 30 (kW)

+ công suất 2 thang máy lớn là 16 (kW)

- Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt, Thoát nước, cứu hỏa

Gồm 2 máy bơm cấp nước sinh hoạt có công suất là 35 (kW) Hệ thống bơm nước cưú hỏa gồm 2 máy bơm có công suất 45 (kW), Hệ thống bơm thoát nước gồm 2 máy bơm có công suất 7,5 (kW)

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24 h; Suất thiệt hại do mất điện là: gth=5500 (đ); phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính: Pt = P0[1+ (t-t0)]

với suất tăng trung bình hằng năm là = 4,5% Chu kỳ thiết kế là 7 năm; Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM=4500 (h/năm); Hệ số chiết khấu i = 0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c=2000 (đ/kWh); Giá mua điện gm=1000 (đ/kWh); Giá bán điện

gb=1500 (đ/kWh)

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

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

nước sinh hoạt

Thoát nước

Cứu hỏa

có trang bị cao, loại trung bình và loại thấp Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư đượcxác định theo biểu thức sau:

P0 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo [bảng 10.pl], kW/hộ(phụ lục);

N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích;

ni – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);

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

(tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn): khi= 1+(Fi-Ftc).0,01

Fi – diện tích của căn hộ loại i, m2;

Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch

vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thông thoáng v.v Phụtải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thứcsau:

Pđl = kncđl(Ptm+Pvs.kt)

Trong đó:

Pđl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW

knc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng

0,9

Ptm - công suất tính toán của các thang máy;

Pvs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật

Công suất tính toán của các thang máy Ptm, được xác định theo biểu thức:

PtmƩ = knc.tm.∑

i=1.

n ct

P tmi Trong đó: knc.tm= hệ số nhu cầu của nhóm động cơ thang máy (tra bảng 2.pl);

3 thang máy có knc.tm = 1

Nct - số lượng thang máy;

Ptmi- Công suất của thang máy thứ i, kw

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

Ptm = Pn.tm√ε

Trong đó:

Pn.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW;

ε = 0,6 hệ số tiếp điện của thang máy

1.2 Phụ tải sinh hoạt

Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại

t0= 0, áp dụng mô hình dạng:

Pt= P0[1+ (t-t0)]

Trong đó:

P0-phụ tải năm cơ sở t0;

Theo [bảng 10.pl] - Giáo trình Hệ Thống cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh

thì ứng với nội thành thành phố lớn, suất tiêu thị trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp điện là P0= 2,3 kW/hộ;

 -suất tăng phụ tải hàng năm, ; = 4,5%

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

Bảng 1.1 Suất tăng phụ tải hàng năm

Áp dụng phương pháp nội suy lagrange như sau:

Tính phụ tải riêng cho mỗi tầng

Công suất tính toán của mỗi tầng được xác định như sau:

Ứng với mỗi tầng là 10 hộ nên ta có kđt(10) = 0,52 theo [bảng 1.pl];

Ptầng = kcs.kđt.P0.∑

i=1

N

n i k hi = 1,05.0,52.2,3.(2.1,045+2.1,15+4.1,58+2.1,65) = 17,6 kW

Ứng với mỗi tầng là 6 hộ áp dụng nội suy lagrange

ƩPtầng = 17,6+11 =28,6 kW

Bảng 1.3.Hệ số công suất của các hộ dùng điện (pl.9 GT HT CCĐ.TQ Khánh)

Hộ gia đình có sử dụng bếp điện

Hộ gia đình dung bếp gas

Cac thiết bị động lực (máy bơm,quạt hút

bụi,vv )

Thang máy

0,980,960,80,65

0,20,290,750,17

Pđl = knc.đl(Рtm + Pvs.kt)

Trong đó:

Pđl- công suất tính toán của phụ tải động lực, kW

knc.đl- hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9

Công suất tính toán của trạm bơm:

Bảng 1.4.số liệu kỹ thuật trạm bơm

Tổng số máy bơm là 6, chia làm 3 nhóm

Bảng 3.pl (2.1.3) Hệ số nhu cầu của các động cơ vệ sinh-kỹ thuật knc.vs

knc.vs 1

(0,8)

0.9 (0,75)

0.8 (0,7)

0.75 0.7 0.65 0.63 0.6 0.55

* Đối với các động cơ công suất trên 30 kW

+ Nhóm 1 Cấp nước sinh hoạt (có 2 máy bơm):

Hệ số nhu cầu của 2 máy lấy bằng 0,8; bảng 3.pl

Pbơm.sh = knc.b.sh Pbom.i.ni= 0,8.2.35 =56 (kW)

+ Nhóm 2 Thoát nước (có 2 máy bơm):

Hệ số nhu cầu của 2 máy lấy bằng 1; bảng 3.pl

Pbơm.th.n = knc.b.th.n Pbom.i.ni = 1.2.7,55 =15 (kW)

+ Nhóm 3 Cứu hỏa(có 2 máy bơm):

Hệ số nhu cầu của 2 máy lấy bằng 0,8; bảng 3.pl

Pbơm.cứu hỏa = knc.b.cứu hỏa Pbom.i.ni = 0,8.2.45 = 72 (kW)

Tổng hợp kết quả tính toán ta có bảng sau

Bảng 1.5 Công suất của bơm

Tổng hợp 3 nhóm này ta sẽ có phụ tải tính toán của trạm bơm:

Ta có số nhóm máy bơm là n = 3 vậy ta có knc.b = 0,75 (bảng pl.3 GT HT CCĐ)

Pbơm = knc.b Pbom.i = 0,75.143 = 107,25 (kW)

Công suất tính toán của thang máy:

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

ct i

knc.tm- hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl GT HT CCĐ

nct- số lượng thang máy

Ptmi- công suất của thang máy thứ i, kW

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

tm n.tm

Trong đó:

Pn.tm- công suất định mức của động cơ thang máy, kW

- hệ số tiếp điện của thang máy (chọn  = 0,6)

Chung cư có thang máy Công suất định mức tương ứng

+ công suất của 1 thang máy có công suất lớn Pn.tm = 30 (kW)

+ công suất của 2 thang máy có công suát nhỏ Pn.tm = 16 (kW)

Trước hết ta cầ quy giá trị công suất của các thang máy quy về chế độ làm việc dài hạnlà:

Thang máy có công suất nhỏ

cos φ dl=P bom cosφ b+P tm. cosφ tm

Chiếu sáng bên ngoài: Ta 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

Pcs = pocs.Lcs

Trong đó:

+ p0cs là suất phụ tải chiếu sáng [W/m] (đã cho pocs2=0,03( kW/m))

Chọn chiều cao tầng 3,8m

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

hệ số nhu cầu

tt nc tt.i

P   k P 

Trong đó:

Knc Hệ số nhu cầu phụ thuộc vào số nhóm phụ tải (tra bảng 4.pl GT HT CCĐ

TQ Khánh) rồi nội suy lagrange ta có knc = 0,85 (ứng với n = 3)

Bảng 1.6 Số liệu phụ tải tính toán các nhóm

Nhóm Sinh hoạt (kW) Động lực (kW) Chiếu sáng (kW)

PttƩ-Phụ tải tính toán của tòa nhà;

cos



-hệ số công suất scủa phụ tải trong tòa nhà;

Với : cosƩ =Ʃ p Ʃ p i cosφ i

i = P sh Cosφ sh+P P cs .Cosφ cs+P dl Cosφ dl

sh+P cs+P dl Các ký hiệu: sh-sinh hoạt; ct-cầu thang máy; vs- thiết bị vệ sinh kỹ thuật;

Hệ số công suất của phụ tải chung cư được xác định theo bảng 9.pl

+ Hộ gia đình dùng bếp điện: cos

sh=0,98+ Các thiết bị động lực (máy bơm, quạt hút bụi ): cos

dl=0,753+ Chiếu sáng ngoài trời: cos

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

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

1.6 Phân loại phụ tải

Căn cứ vào các loại phụ tải, mức độ thiết yếu sử dụng và phân loại hộ tiêu thụ điện cóthể phân loại tiêu thụ điện của tòa nhà như sau:

- Loại 1: Là hệ thống phòng cháy chữa cháy,các thiết bị chiếu sáng sự cố như hành

lang, cầu thang thoát hiểm, thang máy Yêu cầu phải cấp điện liên tục khi có sự cố xảyra

Công suất của phụ tải loại 1 là:

+ Công suất hệ thống thang máy Ptt.tm =48,03 (kW)

+Công suất hệ thống bơm nước cứu hỏa : Ptt.cứuhỏa = 72 (kW)

+Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng chung (sự cố):PttCS = 11,97 (kW)

Ptt.L1 = Ptt.cs + Ptt.cứu.hỏa + Ptt.tm= 72+11,97+48,03= 132 (kW)

Stt.L1 =

P tt L1

cosϕ Ʃ= 83,970,894 = 93,92 kVAr

- Loại 2: Là thang máy, trạm bơm, Yêu cầu mức độ cấp điện cao, khi xảy ra sự cố

mất điện phải kịp thời khắc phục

Công suất của phụ tải loại 2 là:

- Loại 3: Là các căn hộ, yêu cầu thời gian mất điện không quá 12h

Công suất của phụ tải loại 3 là:

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

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

+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ

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

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

2.2 Chọn máy biến áp cho trạm

2.2.1 Lựa chọn máy biến áp

Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cũng như phảitối ưu về mặt kinh tế để cung cấp điện cho chung cư có nhiều phương án để lựa chọn máy biến áp nhưng chỉ xét đến 2 phương án điển hình sau

+ Phương án 1: Ta sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song và một máy phát

dự phòng cung cấp điện cho chung cư

+ Phương án 2: Ta dùng 1 máy biến áp và một máy phát dự phòng cung cấp điện cho chung cư

Hình 2.1 Thông số kỹ thuất chi tiết cá loại máy biến áp

Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp và 1 Máy phát dự phòng

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý sử dụng 2 MBA và máy phát dự phòn

Nguyên lý: Bình thường cả hai máy biến áp làm việc, máy phát mở Giả thiết máy

biến áp BA1 bị hư hỏng, thiết bị bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt MC3 và MC4, sau

đó thiết bị TĐD sẽ khởi động và đóng máy phát Lúc này máy biến áp BA1 sẽ làm nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải loại 1 gồm: bơm cứu hỏa, thang máy, chiếu sáng sự cố

1,4 =147,651,4 = 105,46 (1 máy nghỉ)

Ta chọn thêm 1 máy phát dừ phòng để cung cấp điện cho phụ tải loại một: bơm cứu hỏa, chiếu sáng sự cố, thang máy trong trường hợp mất điện

+ Smáy phát S tt loại 1.1,1=147,65.1,1=162,41 kVA

Chọn máy biến áp Đông Anh có công suất 180 kVA do Việt Nam chế tạo và máy phát dựphòng 170 kVA do FPT-IVECO( Italya) sản xuất có các thông số sau

Thông số máy biến áp Đông Anh 180 kVA

S BA,kVA Điện áp,kV P0,kW Pn,kW Un,% I0,% Giá x106đ

Thông số máy phát dự phòng 170kVA do FPT-IVECO( Italya) sản xuất

Nhãn hiệu tổ máy phát điện

Phương án 2: Dùng 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý sử dụng 1 MBA và 1 máy phát

Nguyên lý: Bình thường một máy biến áp làm việc, máy phát mở Giả thiết nếu một

máy biến áp BA1 bị hư hỏng, thiết bị bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt MC1 và MC2, sau đó thiết bị TĐD sẽ khởi động và đóng máy phát Lúc này máy biến áp BA1 sẽ làm nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải loại 1 gồm: bơm cứu hỏa, thang máy, chiếu sáng sự cố.+ Nêú 1 máy biến áp gặp sự cố thì sẽ tự động đóng máy phát dự phòng cấp điện cho phụ tải loại 1: bơm cứu hỏa, thang máy, chiếu sáng sự cố

Điều kiện chọn: SBA Stt=347,42(kVA)

+ Smáy phát S tt loại 1.1,1=93,92.1,1=103,312 kVA

Chọn máy biến áp có công suất 400 kVA do Đông Anh sản xuất và máy phát dự phòng

120 kVA do hãng Mitsubishi( Nhật Bản) sản xuất có các thông số sau:

Thông số máy biến áp có công suất 400 kVA do Đông Anh sản xuất

Thông số máy phát dự phòng 170kVA do FPT-IVECO( Italya) sản xuất

Nhãn hiệu tổ máy phát điện

2.2.2 Tính toán cho các phương án

Vì máy phát dự phòng ở 2 phương án đều giống nhau nên ta chỉ so sánh 2 phương

án dùng máy biến áp

Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2x180=360 kVA.

Kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp

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

Trước hết xác định phụ tải tính toán của chung cư qua năm theo biểu thức:

Y1 = Sth1.cosφƩ.tf.gth = 98,87.0,894.24.5500 = 7,38.106 (đ)

tf = 24h – thời gian mất điện trung bình trong năm

gth= 5500 đ- Suất thiệt hại do mất điện

C∆= 2000 đ-giá thành tổn thất điện năng

TM= 4500 (h/năm) -thời gian sử dụng công suát cực đại

: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

  (0,124  TM 10-4 )2.8760  (0,124  4500.10-4 )2 8760 2886 h

Vậy  Tmax, τ = 2886(h)

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

ΔAA BA1=n BA ΔAP0 t+ ΔA Pn

n BA τ (

S1

S BA )ΔAA BA1=2 0, 295 8760+2 ,09

2 2886 (350 , 87180 )2=16627 ,75 (kWh)

∆ABA1 = 16627,75 (kWh)Chi phí tổn thất:

C1 = c∆.∆ABA1 = 2000.16627,75 = 33,25.106 (đ/năm)Tổng chi phí ở năm thứ nhất:

C = Y

1 + C1 = 7,38.106+33,25.106 = 40,63.106 (đ)Giá trị tổng chi phí quy về hiện tại PVC được xác định theo biểu thức:

T

t t

Bảng 2.1 Phương án 1 dùng 2 máy biến áp 180 kVA.

Phương án 2: Dùng 1 máy biến áp 400 kVA.

Ta tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng tổng hợp số liệu như sau:

Bảng 2.2 Phương án 2 dùng 1 máy biến áp 400 kVA

đó chính là phương án tối ưu cần xác định

2.3 Lựa chọn phương án cấp điện cho toàn chung cư

2.3.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phối đầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộc vào sơ đồ cấpđiện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối Đối với chung

cư cao 21 tầng ta sử dụng sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục chính cung cấp cho cả mạng điện thông qua tủ phân phối tổng, từ tủ phân phối tổng cấp điện cho sinh hoạt của toàn chung cư, cho mạng điện động lực và chiếu sáng

Hình 2.5 Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho chung cư.

Nhận xét : Bình thường cả hai máy biến áp làm việc, máy phát mở Giả thiết máy

biến áp BA1 bị hư hỏng, thiết bị bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt MC3 và MC4, sau

đó thiết bị TĐD sẽ khởi động và đóng máy phát Lúc này máy biến áp BA1 sẽ làm nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải loại 1 gồm: bơm cứu hỏa, thang máy, chiếu sáng sự cố

Ta thấy như vậy vừa tiết kiệm dây vừa đảm bảo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện Vì vậy ta lựa chọn phương án này để cung cấp điện cho toàn chung cư

2.3.2 Sơ đồ mạng điện trong nhà

- Lựa chọn phương án cấp điện từ tủ phân phối sinh hoạt lên các tầng

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

Sơ đồ trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng Để cấp điện bên trong tòa nhà cho các tầng ta xết đến 2 phương án sau

+ Phương án 1

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

Ở phương án này, sơ đồ mạng điện cung cấp cho phụ tải sinh hoạt các tầng của chung cư gồm 2 đường trục chính Các tầng sẽ lấy nguồn so le nhau Trong đó trục thứ nhất cung cấp điện cho tầng 1, 3, 5, 7, 9,11,13,15,17,19,21 trục thứ 2 cung cấp điện cho tầng 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20

T?ng 1 T?ng 2 T?ng 3 T?ng 4 T?ng 5 T?ng 6 T?ng 7 T?ng 8 T?ng 9 T?ng 10 T?ng 11 T?ng 12 T?ng 13 T?ng 14 T?ng 15 T?ng 16 T?ng 17 T?ng 18 T?ng 19 T?ng 20 T?ng 21

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

Phương án 2

Sơ đồ hỗn hợp, có 2 đường trục chính cung cấp điện cho phụ tải sinh hoạt của chung cư Trong đó trục thứ nhất cung cấp điện cho các tầng từ tầng 15 đến tầng 21, trục còn lại cung cấp điện cho các tầng từ tầng 1 đến tầng 14

Hình 2.7 Sơ đồ trục nhất cung cấp điện cho 7 tầng trên,trục thứ 2 cung cấp

điện cho 14 tầng phía dưới Nhận xét: Có rất nhiều phương án để cung cấp điện cho chung cư nhưng ở đây

chúng ta chỉ xét đến 2 phương án trên Cả hai phương án trên đều đảm bảo an toàn kĩ thuật cung cấp điện cho chung cư Trong hai phương án nêu trên thì chúng ta chọn phương án 2, vì phương án 2 vừa tiết kiệm dây vừa đảm bảo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện (Phương án 1 chưa tiết kiệm dây so với phương án 2)

2.3.3 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho tòa nhà

2

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho toàn chung cư 21 tầng

Nguồn điện được cấp từ tủ phân phối điện tầng cấp đến các căn hộ

Hình 2.19 Sơ đồ cung cấp điện từ tủ phân phối tầng đến các căn hộ

Chương 3: Tính toán lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và thiết bị

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự phòngcho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có sự cố ở mộttrong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêuthụ; Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập vớinhau Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xácđịnh

3.2 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

Ta tiến hành so sánh giữa hai phương án

+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV

+ Phương án 2 dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV

Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có

γ=32Ω.m/mm2 cho trước một giá trị x0 =0,4Ω / km Hao tổn điện áp cho phép là ΔUUcp = 1,25%

Khoảng cách từ điểm đấu điện đến trạm biến áp L =100m

a) Phương án 1:

Giá trị hao tổn điện áp cho phép: dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV.

∆U1% = Q tt x0.L

U2 100 = 155,65.0,4 100

222.106 100 = 0,00128%

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:

∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,25 – 0,00128 = 1,24872 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:

b) Phương án 2: dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV

Giá trị hao tổn điện áp cho phép:

Giá trị hao tổn điện áp cho phép:

∆Ux2% = Q tt x0.L

U2 100 = 155,65.0,4 100

102.106 100 = 0,0062 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:

∆Ur2% = ∆Ucp2% - ∆Ux2% = 1,25 – 0,0062 = 1,2438 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:

F2 = P tt L

∆ U r 2 % U2 = 310,6.100

32.1,2438 102 =7,8 mm2

Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải là 16

mm2 vậy ta chọn cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo 16 mm2 có r0.2 = 1,94 và

Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.

c∆ - Giá thành tổn thất điện năng c∆ = 2000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 25mm2 là v01 = 1321.106 đ/km (tra bảng 33.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư :

atc = i (1+i)

T h (1+ i) T h−1 =0,1(1+0,1 )

25

(1+0,1)25−1 =0,11Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31 pl với đường dây cao áp kkh% = 2,5%

Chi phí do tổn thất là

C∆A = c∆.∆A2 =2000.431,94 = 0,86388.106 đTrong đó: c - Giá thành tổn thất điện năng c = 1000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 16mm2 là v02 = 735.106 đ/km [tra bảng 33.pl]

Vậy chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

Z2 = p.v02.l∑ + C∆A =0,135.735.106.0,1 + 0,86388.106 = 10,78.106đ

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây cao áp

Phương án L,m Vo.106đ ∆A ,kWh C.106đ Z.106đ

So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu

về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương án 2 nhỏ hơn phương

án 1 dây dẫn sẽ được chọn theo phương án 2

3.3 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối Tổng

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòng thông qua

bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn chính từ máy biến ápmất và tắt khi nguồn chính có trở lại

Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng.Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nó còn cung cấpnguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm…Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 32 m, trong tổng số hao tổn điện áp chophép 4,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng ∆Ucf1 = 2%

- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng ∆Ucf2 = 1,25%

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình ∆Ucf3 = 1,25%

Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện γ= 54m.mm2 /

Sơ bộ chọn x0  0,1  / km , xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux1% = Q tt x0.l1

U2 100 =155,65.0,1 32

3802 100 = 0,345 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng

∆Ur1%= ∆Ucf1% - ∆Ux1% = 2 – 0,345 = 1,655%

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho tủ phân phối tổng được xác định theo biểu thức

3.4 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến các tủ phân phối

3.4.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ sinh hoạt

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ sinh hoạt là: l2 = 30 m

Công suất phản kháng của sinh hoạt Qsh = Psh tgsh = 213,7.0,2=42,74 kVAr;

Thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux2% = Q sh x0 l2

U2 100 = 42,74.0,1.30

3802 100 =0,0888%

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Ur2% =Ucp2- Ux2% = 1,25-0,0888 =1,1612%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

= 0,85 % < 1,25%

Vậy cáp đã chọn là thỏa mãn

3.4.2 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ điện thang máy

- Với thang máy có công suất lớn (P =30 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 60 m, ta có hệ số tag  1,169

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp31% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

U31% =Ucp31- Ux31% = 1,25-0,113 =1,137%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

- Với thang máy có công suất nhỏ (P =16 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 60m, ta có hệ số tagtm  1,169

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Ur32% =Ucp32- Ux32% = 1,25-0,06 =1,19%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức: