Đồ án cung cấp điện 12 tầng

106
LỜI NÓI ĐẦU ………o0o……… Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó. Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá, nghành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắc, các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng. Xuất phát từ các yêu cầu trên cùng với kiến thức đã được học em được phân công làm đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG. Trong quá trình hoàn thành đồ án, với sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy TRẦN QUANG KHÁNH, em đã hoàn thành bản đồ án môn học. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế bên cạnh vốn kinh nghiệm tích lũy ít ỏi, nên bản đồ án khó tránh khỏi thiếu sót. Do đó em mong được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em có thể hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN QUANG KHÁNH, là người trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành bản đồ 3

Upload: van-nguyen

Post on 25-Jul-2015

1.304 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

LỜI NÓI ĐẦU………o0o………

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó.

Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá, nghành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắc, các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.

Xuất phát từ các yêu cầu trên cùng với kiến thức đã được học em được phân công làm đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG.

Trong quá trình hoàn thành đồ án, với sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy TRẦN QUANG KHÁNH, em đã hoàn thành bản đồ án môn học. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế bên cạnh vốn kinh nghiệm tích lũy ít ỏi, nên bản đồ án khó tránh khỏi thiếu sót. Do đó em mong được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em có thể hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN QUANG KHÁNH, là người trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành bản đồ án này, các thầy cô trong khoa điện nói riêng và các thầy cô trong trường Đại Học Điện Lực nói chung.

Hà Nội, tháng 5 năm 2011

Sinh viên

Nguyễn Sỹ Tùng

3

Page 2: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

ĐỒ ÁN 3

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ CAO TẦNG

***********************

Đề bài:

Thiết kế cung cấp điện cho một khu chungcư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có nh căn hộ, công suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ với diện tích 70m2 là p0sh, kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H, m. 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.Nguồn điện có công suất vô cùng lớn, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường của tòa nhà là L, mét. Toàn bộ chung cư có ntm thang máy gồm 2 loại nhỏ và lớn với hệ số tiếp điện trung bình là ε =0,6; hệ số cosφ = 0,65. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax,h/năm. Hệ thống máy bơm bao gồm:

TT Loại bơm Cosφ1 Sinh hoạt 0,702 Thoát nước 0,783 Bể bơi 0,754 Cứu hỏa 0,75

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf = 24 h; Suất thiệt hại do mất điện là: gth = 5500đ; Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính: Pt = P0.[1+α.(t-t0)] với suất tăng trung bình hằng năm là α = 4,5%. P0 là công suất tính toán năm hiện tại t0. Chu kỳ thiết kế là 7 năm. Hệ số chiết khấu i = 0,1;

Giá thành tổn thất điện năng: c∆=1000đ/kWh; Giá mua điện gm=500 đ/kWh; Giá bán điện trung bình gb = 860đ/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:

Số tầngN

Số hộ /tầng, nh

ứng với diện tích m2/hộ

Số lượng, công suất

thang máy

Số lượng,công suất máy bơm(kW)

H(m)

TM

(h)L

(m)

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 4

Page 3: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

(kW)

70100

120

Nhỏ

LớnCấp nước sinh hoạt

Thoát nước

Bể bơi

Cứu hỏa

12 2 4 2 7,5 162x16+4x5,

62x7,5 2x4,5 16 3,8

4280

87

Nhiệm vụ thiết kế:

I. Thuyết minh

1. Tính toán nhu cầu phụ tải

1.1 Phụ tải sinh hoạt

1.2 Phụ tải động lực

1.3 Phụ tải chiếu sáng

1.4 Tổng hợp phụ tải

2. Xác định sơ đồ cung cấp điện

2.1. Chọn vị trí đặt máy biến áp

2.2. Lựa chọn phương án (so sánh ít nhất 2 phương án):

- Sơ đồ mạng điện bên ngoài

- Sơ đồ mạng điện trong nhà

3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn

3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp

3.2 Chọn tiết diện dây dẫn

4. Chọn thiết bị điện

4.1 Tính toán ngắn mạch

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp

4.3 Chọn thiết bị của các tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bào vệ và đo lường…)

4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 5

Page 4: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

5. Tính toán chế độ mạng điện

5.1 Tổn thất điện áp

5.2 Tổn thất công suất

5.3 Tổn thất điện năng

6. Thiết kế mạng điện một căn hộ

6.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

6.2 Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ

7. Tính toán nối đất

8. Hạch toán công trình

9. Phân tích kinh tế - tài chính

II. Bản vẽ

1. Sơ đồ mặt bằng chung cư với các vị trí tủ phân phối, sơ đồ mạng điện bên ngoài gồm cả phương án so sánh;

2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư với đầy đủ kí hiệu, mã thiết bị;

3. Sơ đồ trạm biến áp gồm: Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cát trạm biến áp, sơ đồ nối đất;

4. Sơ đồ mạng điện một căn hộ gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ bố trí thiết bị và dây dẫn;

5. Bảng số liệu tính toán mạng điện: phụ tải, so sánh các phương án; tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị; hạch toán công trình.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 6

Page 5: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

1 I - THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI

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.

Theo bảng số liệu thiết kế trên ta có:

- Tổng số hộ trên 1 tầng là: nh.t=2+4+2=8 (hộ)- Tổng số căn hộ trong chung cư là: Nhộ=N.nh.t=12.8=96 (hộ)

Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas là (Bảng 10.pl):

P0 = 1,62 kW/hộ

1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cưTrước 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;α - suất tăng phụ tải trung bình hàng năm, α = 4,5%;

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

t 1 2 3 4 5 6 7P0 1,2756 1.3224 1,3729 1,4273 1,4862 1,5502 1,62

Bảng 1.1: Suất tăng phụ tải hằng năm

Phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại trang bị thấp. Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện dùng trong nấu bếp thường chiếm tỷ

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 7

Page 6: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu theo sự trang bị ở nhà bếp. Dưới góc độ này có thể phân loại căn hộ: dùng bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp (vừa dùng gas vừa dùng điện).

Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:

= kcc.kdt.P0.(n1.kh1 + n2.kh2 + n3.kh3)

Trong đó:

kcc - hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%,tức là kcc = 1,05).

kdt - hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl.

P0 - suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ,xác định theo bảng 10.pl.

P0 = 1,62 kW/hộ: suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas.

N- Số căn hộ có cùng diện tích

ni - lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau)

+ n1- số căn hộ 70 m2 là: n1=12.2 = 24 hộ;

+ n2 - số căn hộ 100 m2 là: n2= 12.4 = 48 hộ;

+ n3 - số căn hộ 120 m2 là: n3=12.2 = 24 hộ;

khi - hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn):

Trong đó: Fi- diện tích căn hộ loại i, m2;

Diện tích tiêu chuẩn: Ftc = 70 m2

* Tìm hệ số kđt:

Vì số hộ gia đình là Nhộ = 96 hộ.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 8

Page 7: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Dựa vào bảng 1.pl thì số hộ là 96 hộ không có trong bảng số liệu trên.Từ đây ta phải sử dụng phương pháp nội suy để tìm hệ số đồng thời kđt = 0,3316.

Với diện tích tiêu chuẩn 70mm2 thì

→ Vậy, công suất tác dụng của phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:

Psh = kcc.kdt.P0.(n1.kh1 + n2.kh2 + n3.kh3)= 1,05.0,3316.1,62.(24.1 + 48.1,3 + 24.1,5) ≈ 69,04 kW

Bảng 9.pl. Hệ số công suất các hộ dùng điện

Hộ tiêu thụ điện cosφ tgφHộ gia đình có dùng bếp điện 0,98 0,2Hộ gia đình dùng bếp ga hoặc bếp than 0,96 0,29Các thiết bị động lực (máy bơm. quạt buị v.v.) 0,8 0,75Thang máy 0,65 1,17

Với hộ gia đình dùng bếp gas thì hệ số công suất cosφ = 0,96 ; tgφ = 0, 29.

Công suất toàn phần của phụ tải sinh hoạt là:

71,92 kVA

Công suất phản kháng của phụ tải sinh hoạt là:Qsh = Psh . tgφ = 69,04 . 0,29 = 20,02 kVAr

Tính toán riêng cho mỗi tầng:

Số hộ trên 1 tầng là: N1= 4+2+2=8 hộ → kđt=0,502.

- Công suất tác dụng tính toán của mỗi tầng là:

Ptầng = kcc.kđt.P0..

=1,05.0,502.1,62.(24.1+48.1,3+24.1,5)≈8,71 kW

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 9

Page 8: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Công suất phản kháng tính toán cho mỗi tầng là:

Qtầng = Ptầng . tgφ= 8,71.0,29 = 2,526 kVAr;

1.2 Xác định phụ tải chiếu sángChiếu sáng trong chung cư:

+ Trong nhà (1)

+ Ngoài trời (2)

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: Tính toán theo mật độ chiều dài (phụ thuộc vào chiều dài chung quanh căn hộ); bồn hoa… quy về diện tích một con đường để tính.

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.

Ta có: Pcs = p0cs2.

Trong đó: p0cs2 = 0,03 kW/m

là tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời :

→ Công suất cần cho chiếu sáng là:

Pcs = 0,03.228 = 6,84 kW

Tổng hợp phụ tải sinh hoạt và phụ tải chiếu sáng

69,04 + 6,84.0,603= 73,162 kW

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 10

Page 9: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

1.3 Xác định phụ tải động lựcPhụ tải động lực trong các khu nhà 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… Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức:

Trong đó: là công suất tính toán của phụ tải động lực, kW.

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

là công suất tính toán của các thang máy.

là công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật.

1.3.1 Xét với thang máyCông suất tính toán của thang máy là:

Trong đó: n là số lượng thang máy.

là hệ số nhu cầu của thang máy xác định theo bảng 2.pl.

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:

Trong đó: Pdm.tmcông suất định mức của động cơ thang máy, kW;ε là hệ số tiếp điện của thang máy (chọn ε = 0,6);

Áp dụng vào thiết kế chung cư cụ thể ta có:

Chung cư có 1 thang máy nhỏ và 1 thang máy lớn.Công suất định mức tương ứng của các thang máy là: 7,5 và 16.

Công suất tính toán đổi về chế độ làm việc dài hạn là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 11

Page 10: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

+ Thang máy nhỏ:

+ Thang máy lớn:

Theo bảng 2.pl về hệ số nhu cầu thang máy thì trong thiết kế này có 12 tầng và 2 thang máy nên hệ số knc-tm= 1.

Theo Bảng 9.pl : ;

1.3.2 Xét với trạm bơm

Công suất tính toán của trạm bơm:

Trong đó: là hệ số nhu cầu của thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (bơm)

là tổng số lượng bơm sử dụng

là công suất của bơm thứ i

STT Chức năng Số lượng Công suất (kW) Tổng

1 Cấp nước sinh hoạt2 16

54,44 5,6

2 Thoát nước 2 7,5 15

3 Bể bơi 2 4,5 9

4 Cứu hỏa 1 16 16

Tổng 11

Bảng 1.2: Bảng số liệu kỹ thuật bơm

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 12

Page 11: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Trong thiết kế này thì tổng số máy bơm là 11 máy và chia làm 4 nhóm như bảng trên. Ta tính toán cho từng nhóm riêng:

- Nhóm 1: Nhóm cấp nước sinh hoạt:Tổng số máy bơm trong nhóm 1 là: nb1=2 + 4 =6 máy→ hệ số knc1= 0,783.Công suất tính toán của trạm bơm nhóm 1 là:

Pbơm1

= 0,783.54,4 = 42,595 (kW)- Nhóm 2: Nhóm thoát nước:Tổng số máy bơm trong nhóm 2 là: nb2 =2 máy→hệ số knc2= 1.Công suất tính toán của trạm bơm nhóm 2 là:

Pbơm2

= 1.15 = 15(kW)- Nhóm 3: Nhóm bể bơi:Tổng số máy bơm sử dụng trong nhóm 3 là: nb3 = 2 máy→hệ số knc3= 1.Công suất tính toán của trạm bơm nhón 3 là:

Pbơm3

= 1.9 = 9(kW)- Nhóm 4: Nhóm cứu hỏa:Tổng số máy bơm sử dụng trong nhóm 4 là: nb4 = 1 máy→hệ số knc4=1.Công suất tính toán của trạm bơm nhóm 4 là:

Pbơm4

= 1.16 = 16(kW)

Tổng hợp kết quả tính toán ta có:

Nhóm Pbơmi, kW

Cấp nước sinh hoạt 42,595

Thoát nước 15

Bể bơi 9

Cứu hỏa 16

Tổng 82,595

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 13

Page 12: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Bảng 1.3: Tổng hợp công suất hệ thống bơm

Vậy với 4 nhóm máy bơm thì knc= 0,8 (Theo bảng 4.pl)→ Công suất tính toán của toàn trạm bơm là:

Pbơm∑

= knc

.∑Pbơmi

= 0,8.82,595 ≈ 66,076 (kW)

Theo Bảng 9.plthì cosφ = 0,8.

Tổng hợp tính toán công suất cho phụ tải động lực

Công suất tính toán cho phụ tải động lực là:

Hệ số công suất của phụ tải động lực là:

1.4 Tổng hợp phụ tảiNhư vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh

hoạt xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm động lực xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu sáng.

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

Ta có tổng công suất tính toán của toàn bộ phụ tải là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 14

Page 13: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Nhóm Sinh hoạt Động lực Chiếu sáng

Ptt (kW) 69,04 75,851 6,84

Bảng 1.4 : Tổng hợp phụ tải tính toán

Công suất tác dụng của toàn phụ tải là:

Hệ số công suất của tòa nhà là:

Công suất toàn phần của tòa nhà là:

Công suất phản kháng của tòa nhà là:

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

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 15

Page 14: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

2 CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí hai đường dây hỗ trợ dự phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có sự cố ở một trong hai đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ; các mạng điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau. Mạch chiếu sáng trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 16

Page 15: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng

Hình 2.2. Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 tầng

1 - cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau; 2 - cơ cấu chuyển mạch; 3 - áptomat tổng; 4 - đường dây cung cấp điện cho căn hộ; 5 - điểm đấu dây của các thiết bị dịch vụ chung; 6 - đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang;7 - đường dây cung cấp chomạng điên bên ngoài; 8 - đường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng kĩ thuật tầng hầm và kho; 9 - đường dây cung cấpcho các thiết bị động lực,thang máy; 10 - công tơ điện năng tác dụng; 11 - cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố; 12 - tủ phân phối tầng; 13 - đường trục

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 17

Page 16: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

đứng; 14 - cầu dao;15 - công tơ; 16 - aptốmat mạch điện căn hộ; 17 - áptomat đường trục đứng; 18 - đèn hiệu; 19 - cơ cấu chuyển mạch; 20 - tụ chống nhiễu; 21 - mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang; 22 - tế bào quang điện; 23 - rơle thời gian; 24 - bảng điện chiếu sáng.

2.1 Lựa chọn vị trí đặt trạm biến ápNhư đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ tải, tuy

nhiên không phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do về kiến trúc, thẩm mỹ và điều kiện môi trường. Đã từng xảy ra các trường hợp phàn nàn về tiếng ồn của máy biến áp đặt bên trong tòa nhà. Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạm biến áp có thể bố trí bên ngoài. Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân. Trạm biến áp cũng có thể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà. Phương án đặt trạm biến áp ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu ý đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm. Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan.

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 mát bất 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 Lựa chọn phương ánTính toán lựa chọn so sánh 2 phương án:

Phương án 1 - Hai trục đứng cấp điện cho các căn hộ qua các tầng.

Phương án 2 - Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 18

Page 17: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

2.2.1 Phương án 1* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời

- 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 cấp điện 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.

- Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao trung bình (khoảng 9 16 tầng) có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh.

- Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:

+ Độ tin cậy

+ Tính kinh tế

+ An toàn

- Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầu thang, chiếu sáng bên ngoài...), còn đường dây kia để cung cấp điện cho các thang máy, thiết bị cứu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác. Khi xảy ra sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ được chuyển sang mạch của đường dây lành với sự trợ giúp của cơ cấu chuyển mạch, đặt ngay tại tủ phân phối đầu vào tòa nhà. Như vậy cung cấp phải được lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 19

Hình2.3. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng

1, 2 – đường dây cung cấp chính;

3, 4 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch

3 4 3 4

1

2

Các tòa nhà ở

Page 18: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

* Sơ đồ mạng điện bên trong nhà

- 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 đường trục đứng.

Hình 2.4. Sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng

2.2.2 Phương án 2* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 20

Page 19: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Hình 2.5. Sơ đồ mạng điện ngoài trời

chung cư 12 tầng với 1 đường dây chính

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho cả chung cư, động lực và chiếu sáng. Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấp điện liên tục. Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án 1.

* Sơ đồ mạng điện trong nhà

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 21

Page 20: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Hình 2.6. Sơ đồ 1 trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng

Nhận xét: Có rất nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư, nhưng nếu sử dụng phương án sơ đồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra. Vì vậy, ta sử dụng sơ đồ mạng điện trong nhà theo phương án 1.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 22

Page 21: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

3 CHƯƠNG 3CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến ápViệc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên

tục, chất lượng và an toàn. Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2 nên dùng không ít hơn 2 máy. Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công suất khu vực đó thì ít nhất mỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất của khu vực đó. Khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến áp phải có dung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó. Ở chế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố.

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện là gth = 5500đ/kWh;

Tổng công suất tính toán của toàn chung cư không kể đến tổn thất là:

= 147,24 kVA

Căn cứkết quả tính toán phụ tải Stt ta chọn công suất MBA10/0,4kV như sau:

- Phương án 1: dùng 2 máy biến áp: 2 x 100 kVA.

- Phương án 2: dùng 1 máy biến áp 160 kVA.

Các tham số kĩ thuật máy biến áp do ABB sản xuất: (Bảng 21.pl và 30.pl):

SBA,kVA ∆P0, kW ∆Pk,kW Vốn đầu tư, 106 VNĐ

2x100 0,32 2,05 2 x 50

160 0,5 2,95 59

Bảng 3.1: Tham số kĩ thuật MBA do ABB sản xuất

Vì máy biến áp có thể làm việc quá tải trong một thời gian nhất định nên ta chọn hai phương án trên để có thể tiết kiệm được chi phí, nhưng dưới góc độ kỹ

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 23

Page 22: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

thuật các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: đối với phương án 1, khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp máy còn lại sẽ phải gánh 1 phần phụ tải, còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố trong máy biến áp. Để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp.

3.1.1 Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2 x 100 kVATrước hết cần 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:

< 0,75

Như vậy máy biến áp có khả năng chịu được quá tải 40% trong thời gian xảy ra sự cố.

Xác định phụ tải tính toán của toàn chung cư theo biểu thức:

Trong đó:

- Tính toán cho năm thứ nhất t = 1:

P1

= 1,2756.1,05.0,3316.(1.24 + 1,3.48 + 1,5.24) + 75,851 + 6,84 ≈137,054

kW

kVAr

+ Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự cố 1 trong 2 máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là:

kVAr

+ Thiệt hại do mất điện:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 24

Page 23: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

đ

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

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

Trong đó: t = 8760h, ΔP0 = 0,32 kW, ΔPk = 2,05 kW

+ Chi phí tổn thất ở năm thứ nhất:

đ

+ Tổng chi phí ở năm thứ nhất

đ

+ Giá trị tổng chi phí quy về hiện tại PVC được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 25

Page 24: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Tính toán tương tự cho các năm và cho các phương án ta có bảng tổng kết:

STT

Pi

(kW)Si

(kVA)

Sth

(kVA)

Yi

(106đ

)

ΔA(kWh)

Ci

(106đ)C∑

(106đ)βt

C∑.βt

(106đ)

1137,05

4159,36

519,36

52,19

812554,

9112,55

514,753

0,91

13,425

2139,04

8161,68

421,68

42,46

212758,

5712,75

915,221

0,83

12,633

3141,20

0164,18

624,18

62,74

612981,

6612,98

215,728

0,75

11,796

4143,51

9166,88

326,88

33,05

213225,

9113,22

616,278

0,68

11,069

5146,02

9169,80

129,80

13,38

313494,

7513,49

516,878

0,62

10,464

6148,75

6172,97

232,97

23,74

313792,

1213,79

217,535

0,56

9,82

7151,73

1176,43

136,43

14,13

614122,

8114,12

318,259

0,51

9,312

∑21,7

292930,

7392,93

1114,65

14,86

78,519

3.1.2 Ph ng án 2: Dùng 1 máy bi n áp 160 kVA.ươ ế

STT

Pi (kW)

Si (kVA)

Sth (kVA)

Yi (106đ)

ΔA(kWh)

Ci

(106đ)C∑

(106đ)βt C∑.βt

(106đ)

1137,05

4159,36

5159,36

518,091

8285,887

8,286 26,3770,91

24,003

2139,04

8161,68

4161,68

418,354

8400,368

8,4 26,7540,83

22,206

3141,20

0164,18

6164,18

618,638

8525,774

8,526 27,1640,75

20,373

4143,51

9166,88

3166,88

318,945

8663,069

8,663 27,6080,68

18,773

5146,02

9169,80

1169,80

119,276

8814,192

8,814 28,090,62

17,416

6 148,75 172,97 172,97 19,636 8981,3 8,981 28,617 0,5 16,026

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 26

Page 25: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

6 2 2 5 6

7151,73

1176,43

1176,43

120,028

9167,237

9,167 29,1950,51

14,889

∑ 132,96

860837,

8860,83

7193,80

54,86

133,686

Kết quả tổng hợp so sánh của 2 phương án chọn máy biến áp

Tham số Phương án 1(2x100kVA)

Phương án 2(1x160kVA)

Vốn đầu tư V,106 đ 2 x 50 59ΔA, kWh 92930,73 60837,88Thiệt hại Y, 106 đ 21,72 132,968PVC, 106 đ 78,519 133,686

Từ kết quả tính toán ở bảng ta thấy phương án 1 có PVC nhỏ nhất,nên đó chính là phương án tối ưu cần xác định. Như vậy, ta chọn trạm biến áp gồm 2 máy biến áp 100kVA loại TM.100/10.

3.2 Chọn tiết diện dây dẫnĐể tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự

phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ. Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau. Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định.

Trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng:

- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng:

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 27

Page 26: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

3.2.1 Chọn dây dẫn từ lưới đến TBATa chọn dây dẫn cao áp theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện. Căn

cứ vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại TM = 4280h, tra bảng 44-Sách Mạng lưới điện – Nguyễn Văn Đạm, với loại dây nhôm ta có Jkt = 1,1 A/mm2.

- Dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây được xác định theo biểu thức:

Với n là số lộ đường dây, sơ bộ chọn 2 lộ đường dây từ nguồn lấy điện vào trạm biến áp để đảm bảo an toàn cung cấp điện.- Tiết diện kinh tế của dây dẫn cần thiết là:

- Đối với dây nhôm ở cấp điện áp 22kV, đường dây cao áp tối thiểu không nhỏ hơn 16mm2. Do đó ta chọn dây A-16 nối từ lưới điện vào trạm biến áp.

* Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

- Với dây A-16, khoảng cách trung bình giữa các dây là 0,6 m, tra bảng thông số dây A-16 ( bảng 2 và bảng 3 Sách Mạng lưới điện) ta có:

r0 = 1,98 Ω/km, Icp.nt = 105A, x0 = 0,358 Ω/km.

- Hao tổn điện áp trên dây dẫn được xác định:

- Mặt khác, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường của tòa nhà là L = 87m, và do TBA đặt tại tầng hầm nên sơ bộ chọn l = 87m.

- Ta có: ∆Ubt.cp = 5%. Uđm = 5%. 22 = 1,1kV = 1100 V

Như vậy, ∆U < ∆Ubt.cp, dây dẫn A-16 thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp.

3.2.2 Chọn dây dẫn từ TBA đến tủ phân phốiTủ 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 áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 28

Page 27: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

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 cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm…

Sơ bộ chọn chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 20 m. Chọn dây cáp lấy điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối theo mật độ kinh tế của dòng điện, với số lộ đường dây là n = 2.

- Dòng điện lớn nhất chạy qua dây cáp được xác định:

Tra bảng 44-Sách Mạng lưới điện-Nguyễn Văn Đạm, với loại cáp lõi đồng ta có Jkt = 3,1 A/mm2.

- Tiết diện kinh tế của dây dẫn cần thiết là:

Từ Fkt = 35,082 mm2, tra bảng 24.pl, ta thấy tiết diện dây cáp tiêu chuẩn nhỏ nhất là F = 50 mm2. Như vậy, ta chọn dây cáp XLPE-50, với các thông số: r0 = 0,4 Ω/km; x0 = 0,06 Ω/km.

* Kiểm tra các điều kiện:

- Điều kiện hao tổn điện áp thực tế:

Mặt khác, Ucp1 = 1,5%. Uđm = 1,5%. 380 = 5,7 V.

Ta thấy ∆U1< Ucp1, như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.

- Điều kiện đốt nóng:

Theo phương thức đặt cáp tra trong bảng phụ lục 15pl. ÷ 17pl. ta xác định được các hệ số hiệu chỉnh k1 = 0,95, k2 = 1, k3 = 0,96. Với dây dẫn tiết diện Ftc = 50

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 29

Page 28: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

mm2 cách điện XLPE, t có dòng điện cho phép ở điều kiện tiêu chuẩn là : I cpn = 141 A (bảng 18pl.). Dòng điện cho phép hiệu chỉnh là:

Icp = k1.k2.k3.Icpn = 0,95.1.0,96.141 = 128,592 A

Ta thấy Icp> IM, như vậy cáp được chọn thỏa mãn điều kiện đốt nóng cho phép.

- Điều kiện ổn định nhiệt: Để kiểm tra các điều kiện nhiệt, trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ.

Xem hệ thống nguồn cung cấp có công suất vô cùng lớn (XHT = 0), bỏ qua điện trở của các thiết bị phụ.

Thiết lập sơ đồ thay thế tính toán:

Với TBA 2 x 100 kVA, ta có ∆Pk = 2,05 kW và Uk = 4,0%

Xác định điện trở của các phần tử, tính trong hệ đơn vị có tên chọn Ucb = 0,4kV:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 30

Page 29: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Điện trở của đường dây:

Tổng trở ngắn mạch:

Giá trị dòng ngắn mạch ba pha:

Tiết diện tối thiểu của dây cáp:

Hệ số Ct = 115 (bảng 5.3, trang 141, Giáo trình Cung cấp điện)

Ta thấy Fmin< Fc = 50 mm2

. Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.

Như vậy ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối.

3.2.3 Chọn dây dẫn đến tủ phân phối các tầng

3.2.3.1 Phương án 1: Hai trực đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng.Hai đường dây cung cấp điện cho các tầng, một đường dây cung cấp cho số

tầng lẻ, một đường dây cung cấp cho số tầng chẵn. Như vậy mỗi đường dây chịu một nửa tổng công suất sinh hoạt của chung cư.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 31

Page 30: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Hình 3.1. Sơ đồ 2 trục đường dây lên các tầng

Ssh , kVA Ssh/2 , kVA Psh , kW Psh/2 , kW Qsh , kVAr Qsh/2 , kVAr71,92 35,96 69,04 34,52 20,02 10,01

Bảng 3.2: Phụ tải sinh hoạt của tòa nhà

* Xét đường dây cung cấp cho số tầng chẵn:- Chiều dài đường dây là: l2 = L = N.H = 12.3,8 = 45,6 m.- Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TM = 4280 h, và cáp được chọn là dây cáp đồng, ta có Jkt = 3,1 A/mm2

- Dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua dây cáp là:

- Tiết diện kinh tế của cáp cần chọn là:

- Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl ta chọn cáp 3XLPE-25 mã chữ A2 với các thông số sau:

r0 = 0,8 Ω/km, x0 = 0,07 Ω/km ; Icp.n = 89A ( bảng 18.pl)* Kiểm tra các điều kiện:

- Điều kiện tổn thất điện áp

Ta có: ΔU3 < ΔUcp2 = 2,5%.Uđm = 9,5 V, cáp được chọn thõa mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Điều kiện đốt nóng:

Do Icp > IM nên cáp đã chọn thõa mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.- Điều kiện ổn định nhiệt:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 32

Page 31: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ. Sự cố nghiêm trọng nhất xảy ra ở sau phụ tải thứ nhất của đường dây, khi đó khoảng cách ngắn mạch sẽ là l =l1 + l2 , với l2 = 3,8m

+ Sơ đồ ngắn mạch:

Xem hệ thống nguồn cung cấp có công suất vô cùng lớn (XHT = 0), bỏ qua điện trở của các thiết bị phụ.

+ Sơ đồ thay thế:

+ Điện trở của đường dây:

+ Tổng trở ngắn mạch:

+ Giá trị dòng ngắn mạch ba pha:

+ Tiết diện tối thiểu của dây cáp:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 33

Page 32: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Hệ số Ct = 115 (bảng 5.3, trang 141, Giáo trình Cung cấp điện)

Ta thấy Fmin> F1 = 25 mm2

. Như vậy cáp đã chọn chưa đảm bảo yêu cầu ổn định

nhiệt. Do vậy ta chọn cáp XLPE-50. (Do cáp 3XLPE-25 đã thỏa mãn điều kiện

tổn hao điện áp và điều kiệt đốt nóng, nên ta không cần kiểm tra lại)

Khi đó, tổng trở ngắn mạch là: Zk = 0,0358 Ω.

Giá trị dòng ngắn mạch ba pha là: Ik = 6,13 kA.

Tiết diện tối thiểu của dây cáp là: Fmin = 37,69.

Như vậy, ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn đến tủ phân phối các tầng.

3.2.3.2 Phương án 2:

Hình 3.2.Sơ đồ một tuyến đường dây gồm 2 lộ cung cấp điện cho toàn chung cư.- Chiều dài đườngdây là: l3 = N.H = 12.3,8 = 45,6 m. Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TMax = 4280 h, và cáp được chọn là dây cáp đồng thì Jkt= 3,1 A/mm2

- Dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua dây cáp là:

- Tiết diện kinh tế của cáp cần chọn là:

- Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl ta chọn cáp 3XLPE-25 mã chữ A2 với các thông số sau:

r0 = 0,8 Ω/km, x0 = 0,07 Ω/km ; Icp.n = 89 A ( bảng 18.pl)* Kiểm tra các điều kiện

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 34

Page 33: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Điều kiện tổn thất điện ápTa có:

Ta có: ΔU3 > ΔUcp2 = 2,5%.Uđm = 9,5V, cáp được chọn thõa mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Điều kiện phát nóng:

Do Icp > IMax.sc = 2.IMax =2.54,64 = 109,28 A nên cáp đã chọn thõa mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng. - Điều kiện ổn định nhiệt:Trước hết ta cần xác định dòng ngắn mạch tại điểm đặt thiết bị bảo vệ. Sự cố nghiêm trọng nhất xảy ra ở sau phụ tải thứ nhất của đường dây, khi đó khoảng cách ngắn mạch sẽ là l = l1 + l3, với l3 = 3,8 m

+ Sơ đồ ngắn mạch:

Xem hệ thống nguồn cung cấp có công suất vô cùng lớn (XHT = 0), bỏ qua điện trở của các thiết bị phụ.

+ Sơ đồ thay thế:

+ Điện trở dây dẫn Zd3

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 35

Page 34: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

+ Tổng trở ngắn mạch là:

+ Giá trị dòng ngắn mạch là:

+ Tiết diện tối thiểu của dây cáp là:

Hệ số Ct = 115 (bảng 5.3, trang 141, Giáo trình Cung cấp điện)

Ta thấy Fmin> F2 = 25 mm2

. Như vậy cáp đã chọn chưa đảm bảo yêu cầu ổn định

nhiệt. Do vậy ta chọn cáp XLPE-50. (Do cáp 3XLPE-25 đã thỏa mãn điều kiện

tổn hao điện áp và điều kiệt đốt nóng, nên ta không cần kiểm tra lại)

Khi đó, tổng trở ngắn mạch là: Zk3 = 0,0353 Ω.

Giá trị dòng ngắn mạch ba pha là: Ik = 6,22 kA.

Tiết diện tối thiểu của dây cáp là: Fmin = 38,25 mm2

.

Như vậy, ta chọn cáp XLPE-50 để làm dây dẫn đến tủ phân phối các tầng.

3.2.3.3 So sánh 2 phương án* Phương án 1

- Vì có 2 tuyến đường dây nên ta tính sơ bộ tổng chiều dài của đường dây là:

- Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án 1 là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 36

Page 35: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Chi phí do tổn thất điện năng là:

- Suất vốn đầu tư của cáp 3XLPE-50 mã chữ A2 là: V1 = 571.106 đ/km (bảng 32.pl)- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

Với Th – tuổi thọ công trình. Lấy Th = 25 năm.

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3, 6

- Chi phí quy đổi theo phương án 1 là:

* Phương án 2

- Vì có 1 tuyến đường dây và 2 lộ nên ta tính sơ bộ tổng chiều dài của đường dây là:

- Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án:

- Chi phí do tổn thất điện năng là:

- Suất vốn đầu tư của cáp 3XLPE-50 mã chữ A2 là: V2 = 571.106 đ/km

- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 37

Page 36: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Với Th – tuổi thọ công trình. Lấy Th = 25 năm.

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6 %

- Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

Ta có bảng tổng hợp sau:

Phương án L, m V, 106đ , kWh C, 106đ Z, 106đ

1 45,6 571 954,366.103 871 89,4839

2 45,6 571 3568,366.103

17,7418 123,5918

Bảng 3.3: Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây đến các tầng

Kết luận: 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 1 nhỏ hơn phương án 2 nên ta chọn dây dẫn được theo phương án1.

3.2.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy

3.2.4.1 Thang máy có công suất lớn (P = 16 kW)- Sơ bộ chọn chiều dài đến thang máy xa nhất là l4 = 40m, hệ số cosφ = 0,65

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

-Công suất phản kháng của thang máy là

- Công suất toàn phần của loại thang máy này là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 38

Page 37: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TMax = 4280h, và dây được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)- Ta có:

- Tiết diện kinh tế của dây cần chọn là:

Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl ta chọn dây XLPE-10 với các thông số sau: r0 = 2Ω/km, x0 = 0,08Ω/km, Icp = 60 A ; - Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Ta có:

Như vậy ΔU <ΔUcp2 = 1,25%.Uđm = 4,75V nên dây được chọn thoả mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Kiểm tra điều kiện đốt nóng

Do Icp > IMax = 28,971 A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.

3.2.4.2 Thang máy có công suất nhỏ (P = 7,5 kW)- Sơ bộ chọn chiều dài đến thang máy xa nhất là l5 = 40m, hệ số cosφ = 0,65.

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

- Công suất phản kháng của thang máy là

- Công suất toàn phần của loại thang máy này là:

- Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TMax = 4280h, và dây được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)- Ta có:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 39

Page 38: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Tiết diện kinh tế của cáp cần chọn là:

Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl ta chọn cáp XLPE-6 với các thông số sau:r0 = 3,33Ω/km, x0 = 0,09Ω/km, Icp = 43 A.- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Ta có:

Như vậy ΔU < ΔUcp2 = 1,25%.Uđm = 4,75V nên dây được chọn thoả mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Kiểm tra điêu kiện đốt nóng

Do Icp > IMax = 13,578A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.

3.2.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm

3.2.5.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ phân phối trạm bơm- Sơ bộ chọn chiều dài đến trạm bơm là l6 = 40m, tổng số hao tổn điện áp cho phép ∆Ucp% = 1,5%.

- Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TMax = 4280h, và dây được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)- Ta có:

- Tiết diện kinh tế của cáp cần chọn là:

Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl ta chọn cáp XLPE-50 với các thông số sau:r0 = 0,4Ω/km, x0 = 0,06Ω/km ; Icp = 141 A- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Ta có:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 40

Page 39: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Như vậy ΔU < ΔUcp2 = 1,5%.Uđm = 5,7V nên dây được chọn thoả mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Kiểm tra điều kiện đốt nóng

Do Icp> IMax = 125,49A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.

3.2.5.2 Chọn dây dẫn từtủ phân phối trạm bơm đếm bơm sinh hoạt.Sơ bộ chọn chiều dài chung cho các đoạn đường dây từ tủ phân phối trạm

bơm đến tủ phân phối các máy bơm là l7 =20 m.Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, ứng với TMax = 4280h, và

dây được chọn là dây đồng thì Jkt = 3,1 (A/mm2)Ta có:

Tiết diện kinh tế của dây cần chọn là:

Như vậy tiết diện kinh tế theo tiêu chuẩn gần nhất, tra bảng 24.pl và 18.pl ta chọn cáp XLPE-35 với các thông số sau:r0 = 0,57Ω/km, x0 = 0,06Ω/km; Icp = 126 A.- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Ta có:

Như vậy ΔU < ΔUcp2 = 1,5%.Uđm = 5,7V nên dây được chọn thoả mãn yêu cầu tổn thất điện áp.

- Kiểm tra điều kiện đốt nóng

Do Icp > IMax = 92,45 A nên cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu về điều kiện đốt nóng.

Tính toán tương tự cho các loại bơm thoát nước, bể bơi và cứu hỏa, ta có bảng sau:

Bơ P Q In F(m Dây R0 X0 ∆U Icp.n Icp

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 41

Page 40: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

m (kW)(kVA

r)m2) chọn

Sinh hoạt

42,595 43,4692,4

529,82

XLPE-35

0,57

0,06

1,415

126114,91

2Thoát nước

15 12,0329,2

29,43

XLPE-10

2,00

0,08

1,630

60 54,720

Bể bơi

9 7,9418,2

35,88 XLPE-6

3,33

0,09

1,615

43 39,216

Cứu hoả

16 14,1132,4

110,45

XLPE-16

1,25

0,07

1,105

80 72,960

Bảng 3.4: Thông số các loại dây dẫn cho các trạm bơm

3.2.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

3.2.6.1 Chiếu sáng trong nhà

Hình 3.3. Mạng chiếu sáng trong nhà

- Do không có số liệu cụ thể nên tạm lấy chiều dài của mạng điện chiếu sáng trong nhà bằng 4 lần chiều cao của tòa nhà chung cư.

m

- Công suất chiếu sáng trong nhà bằng 0,05 lần công suất phụ tải sinh hoạt

- Chọn hệ thống chiếu sáng trong nhà là mạng điện 1 pha 220 V như hình vẽ trên. Với hao tổn điện áp cho phép

- Mômen tải M = kWm

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 42

Page 41: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Tiết diện dây dẫn:

Với C1 = 14 -tra bảng 26.pl

Như vậy, ta chọn cáp đồng 2 lõi PVC-10; r0 =2 Ω/km, x0 = 0,08 Ω/km

- Tổn hao điện áp thực tế là:

Do ∆Ucs.tr < ∆Ucp nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện.

3.2.6.2 Chiếu sáng ngoài- Theo đề bài, tổng chiều dài mạng điện chiếu sáng ngoài trời bằng 5 lần chiều cao tòa nhà, do đó ta có:

lcs.ng = 5 . 3,8 .12 = 228 m

Hình 3.4.Mạng điện chiếu sáng ngoài trời

Mạng chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình vẽ trên:

- Chiều dài đoạn OA là lOA = 30m;đoạn AB là lAB = 118 m; đoạn AC là lAC =110 m

- Suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài là pocs2 = 0,03kW/m.

- Hao tổn điện áp cho phép là Ucp = 2,5% .

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 43

Page 42: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến B được xây dựng với 4 dây dẫn,các rẽ nhánh AC thuộc loại 2 pha có dây trung tính.

- Công suất tính toán chạy trên các đoạn dây là:

PAB = posc2.lA-B = 0,03.118 = 3,54 kW

PAC = pocs2.lA-C = 0,03.110 = 3,3 kW

POA = PAB + PAC = 3,54 + 3,3 = 6,84 kW

- Mô men tải của các đoạn dây:

- Tra bảng 26.pl và 27.pl, ta được =1,39 và:

+ C = 83 với đoạn dây OA.

+ C = 37 với đoạn dây AB và AC.

- Xác định mômen quy đổi:

Mqd = MOA + .(MAB+MAC) = 205,2 +1,39.(208,86 + 181,5) = 747,8004kWm

*Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu:

FOA = = = 3,604 mm2

→ Ta chọn dây cáp đồng loại PVC-4 có ro=5/km và xo=0,09 /km

+ Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn OA:

< 2,5%

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 44

Page 43: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

+ Hao tổn điện áp trên các đoạn còn lại:

UAB = UAC = Ucp - U0A = 2,5 – 2,252 = 0,248%

* Tiết diện dây dẫn trên các đoạn AB và AC là:

→ Ta chọn cáp PVC-25 có ro= 0,8 /km và xo= 0,07 /km

→Ta chọn cáp PVC-25 có ro= 0,8 /km và xo= 0,07 /km

- Hao tổn thực tế trên đoạn AB và AC là:

+

+

- Tổng hao tổn thực tế trong mạch chiếu sáng ngoài trời là:

Ucs = UAB+UAC = 0,226 + 0,196 = 0,422% < 2,5%

Vậy dây dẫn chọn đáp ứng yêu cầu.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 45

Page 44: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

4 CHƯƠNG 4CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

4.1 Tính toán ngắn mạch

Hình 4.1. Sơ đồ tính toán ngắn mạch

Coi hệ thống có công suất vô cùng lớn (Xht = 0); bỏ qua điện trở của các thiết bị phụ. Máy biến áp có thông số: Sđm = 100 kVA, ∆Pk = 2,05 kW, Uk = 4%.

: chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối.

: chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 12.

Hình 4.2. Sơ đồ thay thế tính toán trong hệ đơn vị có tên

Thiết lập sơ đồ thay thế tính toán:

Xác định điện trở của các phần tử, tính trong hệ đơn vị có tên chọn Ucb = 0,4 kV.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 46

Page 45: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Xác định điện trở của các phần tử:

- Điện trở của đường dây:

* Ngắn mạch 3 pha tại điểm N1

- Điện trở ngắn mạch tại điểm N1

- Dòng điện ngắn mạch 3 pha

- Dòng xung kích

Trong đó kxk là hệ số xung kích phụ thuộc vào tỷ số X/R (tra bảng 6.pl- Sách Bài tập Cung cấp điện –TS. Trần Quang Khánh)

- Giá trị hiệu dụng dòng xung kích:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 47

Page 46: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Trong đó qxk là hệ số phụ thuộc vào nơi xảy ra ngắn mạch. (tra bảng 7.pl.BT)

- Công suất ngắn mạch:

Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch N2 và N3 ta có bảng tổng kết sau:

Điểm ngắn mạch

Zk (Ω) Ik (kA) ixk (kA) Ixk (kA) Sk (kVA)

N1 0,016 14,434 24,495 15,733 10N2 0,035 6,650 11,285 7,249 4,607N3 0,068 3,396 5,763 3,702 2,353

Bảng 4.1: Tổng hợp tính toán ngắn mạch trên các đường dây

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến ápĐể kiểm tra thiết bị điện ta giả thiết thời gian cắt bảo vệ là tk = 0,5 s.

4.2.1 Cầu chảy cao áp- Dòng điện làm việc bình thường phía cao áp

- Ứng với cáp cao áp A-16, ta có Icp = 105 A.

- Dòng định mức của cầu chảy được xác định trong khoảng:

Hệ số kc lấy theo bảng 5.4-trang 143 – Giáo trình cung cấp điện.→ Ta chọn cầu chảy loại ПK do Nga chế tạo có Un = 10 kV, dòng định mức In = 75 A(bảng 19.pl).

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 48

Page 47: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

4.2.2 Dao cách liCăn cứ vào dòng điện làm việc ta chọn dao cách ly PB-10/400 (bảng 26.pl -

Sách Bài tập cung cấp điện) hoặc loại 3DC (do SIMENS chế tạo).

4.2.3 Chống sétChọn chống sét van loại RA10 do Pháp sản xuất (bảng 35.pl - Sách Bài tập

cung cấp điện ) hoặc loại AZLP501B.12 (do hãng Cooper Mỹ chế tạo).

4.3 Chọn thiết bị các tủ phân phối

4.3.1 Chọn thanh cái- Điện áp định mức của thanh cái (Utc) không nhỏ hơn điện áp của mạng điện:

Utc U

- Dòng làm việc chạy qua thanh cái là:

- Thanh cái dẹt bằng đồng tiết diện

Với Jkt = 2,1 (bảng 44-Sách Mạng lưới điện – Nguyễn Văn Đạm). Vật liệu thanh đồng, Tmax = 42800 h. Ta chọn thanh cái 50x5 = 250 mm2 theo bảng 24.pl

- Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:

Trong đó: Ct =171 hệ số của vật liệu tra bảng 25.pl.

tk = 0,5s: thời gian tồn tại ngắn mạch.

Vậy, thanh cái đạt yêu cầu về ổn định nhiệt.

- Kiểm tra ổn định động: Chọn khoảng vượt của thanh cái là l=120 cm, khoảng cách giữa các pha là a = 70 cm;

+ Mômen uốn:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 49

Page 48: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

+ Mômen chống uốn: W = 0,167.b2.h=0,167.0,52.5=0,209cm3

+ Ứng suất:

Vậy điều kiện ổn định động đảm bảo.

4.3.2 Chọn sứ cách điện- Ta chọn sứ 0Ф-10-375 có U = 10kV; lực phá hủy Fph = 375 kg

- Lực cho phép trên đầu sứ là Fcp = 0,6.Fph = 0,6.375 = 225kg

- Lực tính toán:

- Hệ số hiệu chỉnh: k = H’/H = 17,5/15 = 1,17

- Lực tính toán hiệu chỉnh: k.Ftt = 1,17.6,286 = 7,355< Fcp = 225 kG

Vậy sứ chọn đảm bảo.

4.3.3 Chọn cáp điện lựcChọn theo điều kiện kinh tế như đã trình bày ở trên.

- Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp đã chọn

< Fc =50 mm2

tk = 0,5s thời gian tồn tại ngắn mạch

Ct =159 là hệ số của vật liệu – cáp lõi đồng (Bảng 25.pl.)→ Cáp đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 50

Page 49: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

< Fc =50 mm2

→ Cáp đã chọn là đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt.

4.3.4 Chọn aptomat và cầu chảyDự định bố trí các aptomat bảo vệ cho các mạch như hình vẽ:

- Aptomat A0 bảo vệ lộ tổng

- Aptomat A1 bảo vệ mạch điện sinh hoạt

- Aptomat A2 bảo vệ mạch điện động lực

- Aptomat A3 bảo vệ mạch điện trạm bơm

- Aptomat A4 bảo vệ cho mỗi mạch 1 thang máy dự phòng

- Aptomat A5 bảo vệ cho mỗi mạch gồm 2 tầng

- Aptomat A6 bảo vệ cho mỗi mạch gồm 1 tầng

- Aptomat C7 bảo vệ cho mỗi mạch chiếu sáng

- Aptomat A8 bảo vệ cho mạch thang máy lớn

- Aptomat A9 bảo vệ cho mạch thang máy nhỏ

4.3.4.1 Aptomat bảo vệ lộ tổng (A0):Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định ở trên = 223,71 A. Ta

chọn aptomat loại SA403-H của Nhật với dòng điện định mức là 250A; (theo bảng 20.pl)

4.3.4.2 Aptomat bảo vệ mạch điện sinh hoạt (A1):Dòng điện làm việc lớn nhất của mạng điện sinh hoạt

Theo bảng20.pl chọn aptomat loại EA103-G của Nhật với dòng định mức là 125A.

4.3.4.3 Aptomat bảo vệ mạch động lực (A2):Bảo vệ cho mạch động lực: Mạch động lực gồm 11 bơm, 2 thang máy.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 51

Page 50: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

* X ác định dòng định mức của các thang máy :

- Với thang máy có công suất nhỏ

- Dòng định mức quy về chế độ làm việc dài hạn

- Với thang máy có công suất lớn:

Dòng định mức quy về chế độ làm việc dài hạn (với P’= P. = P. )

* X ác định dòng định mức của các máy bơm:

- Dòng mở máy của động cơ lớn nhất (là bơm có công suất 16 kW):

Trong đó, kmm

được chọn trong khoảng 4÷7.

- Dòng khởi động của aptomat được xác định theo biểu thức:

Trong đó, α = 2 (làm việc ngắn hạn,bảng 12.pl.BT)

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 52

Page 51: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Dòng khởi động cắt nhanh của aptomat phải thỏa mãn điều kiện:

→Ta chọn aptomat SA403-H có dòng định mức 250A, có:

Icắt = 85kA > =14,434 kA

4.3.4.4 Aptomat bảo vệ trạm bơm (A3):- Vì máy bơm có công suất 16 kW cũng là động cơ có công suất lớn nhất, nên ta có:

α = 2,5 (làm việc ngăn hạn, tra bảng 5.5);

- Dòng khởi động cắt nhanh:

→ Ta chọn aptomat SA403-H có dòng định mức 250A có:

Icắt = 85 kA > = 14,434 kA

4.3.4.5 Aptomat bảo vệ cho mạch 1 thang máy dự phòng (A4):- Dòng định mức của thang máy:

- Dòng tính toán của thang máy(dòng làm việc cưc đại chạy trong mạch ):

- Dòng mở máy của thang máy

- Dòng khởi động của aptomat được xác định theo biểu thức:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 53

Page 52: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Dòng khởi động cắt nhanh:

→ Ta chọn aptomat EA103G có dòng định mức 125 A có:

Icắt = 25 kA > = 14,434 kA

Đây cũng là aptomat cho mạch thang máy nhỏ (A9)

4.3.4.6 Aptomat bảo vệ cho mạch gồm 2 tầng (A5):

- Dòng làm việc lớn nhất:

Chọn aptomat EA52G có In = 40 A và Icắt = 5 kA.

4.3.4.7 Aptomat bảo vệ cho mạch gồm 1 tầng (A6):

Dòng làm việc lớn nhất:

Chọn aptomat EA52G có In = 20 A và Icắt = 5 kA.

4.3.4.8 Aptomat bảo vệ cho mạch chiếu sáng (C7):* Với mạch chiếu sáng ngoài ta có:

- Dòng làm việc lớn nhất:

Tra bảng 18.pl, cáp 2PVC mã B2, tiết diện 4 mm2 có Icp = 28A.

Tra bảng 5.4 có kc = 1,1

Vậy dòng định mức của cầu chảy phải thỏa mãn:

10,392 <In<

Vậy ta chọn cầu chảy ПP-2 có In = 15A và Idc = 15 A.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 54

Page 53: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

4.3.4.9 Aptomat bảo vệ cho mạch thang máy lớn (A8):-Dòng định mức của thang máy:

- Dòng tính toán của thang máy(dòng làm việc cực đại chạy trong mạch):

- Dòng mở máy của thang máy:

- Dòng khởi động của aptomat được xác định theo biểu thức:

- Dòng khởi động cắt nhanh

Ta chọn aptomat SA403-H có dòng định mức 250Acó: Icắt = 85 kA > = 14,434 kA

4.3.5 Chọn máy biến dòng Căn cứ vào giá trị dòng điện chạy trên đoạn dây tổng I∑ = 223,71 A,ta chọn máy biến dòng loại TKM-0,5 (bảng 27.pl) [1] có điện áp định mức là 500V dòng định mức phía sơ cấp là 400 A,hệ số biến dòng K i = 400/5 = 80,cấp chính xác 10%, công suất định mức phía nhị thứ là 5VA.Kiểm tra chế độ làm việc của công tơ khi phụ tải cực tiểu. Công tơ làm việc bình thường nếu dòng nhị thứ khi phụ tải cực tiểu lớn hơn dòng sai số 10% (I10% = 0,1.5 = 0,5A).

- Dòng điện khi phụ tải nhỏ nhất:

Imin = 0,25. = 0,25.223,71 = 55,928 A

- Dòng điện nhị thứ khi phụ tải cực tiểu:

I1min = Imin/Ki = 55,928/80 = 0,70 A > 0,5 A

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 55

Page 54: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Vậy máy biến dòng làm việc bình thường khi phụ tải cực tiểu.

4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ

4.4.1 Kiểm tra ảnh hưởng của chế độ làm việc của thang máy đối với chất lượng điện

- Độ lệch điện áp khi khởi động động cơ:

Hình 4.3.Sơ đồ tính toán chế độ khởi động của thang máy

- Theo kết quả tính ngắn mạch ta có

XB = 0,0275 Ω; RB = 0,0164 Ω; ZB = 0,032 Ω

Xd1 = 0,0006 Ω; Rd1 = 0,004 Ω; Zd1 = 0,004 Ω

Xd2 = 0,002736 Ω; Rd2 = 0,01824 Ω; Zd2 = 0,0184Ω

- Với dây đến động cơ thang máy, ta có:

- Tổng trở của động cơ lúc mở máy:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 56

Page 55: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

ZB + Zd + Zdc = 0,081 + 1,1732 = 1,2542 Ω

Vậy chế độ khởi động là ổn định.

4.4.2 Kiểm tra ảnh hưởng của chế độ làm việc của máy bơm đối với chất lượng điện

- Với dây đến động cơ máy bơm ta có:

- Tổng trở của động cơ lúc mở máy:

ZB + Zd + Zdc = 0,081 + 0,35 = 0,431 Ω

Vậy chế độ khởi động là ổn định.

Nhận xét: Viêc lựa chọn các thiết bị bảo vệ là cực kì quan trọng để đảm bảo an toàn trong cung cấp điện tránh những thiệt hại khi có sự cố xảy ra.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 57

Page 56: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

5 CHƯƠNG 5TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN

5.1 Tổn thất điện ápTổn thất điện áp được xác định theo công thức sau

Lấy kết quả tính toán ở chương III khi tính toán chọn tiết diện dây dẫn, ta có bảng tổng kết sau:

Phân loại P(kW)Q(kVAr

)R0 X0 L(m) ∆U%

TBA đến tủ phân phối tổng 126,63 75,14 0,4 0,06 20 0,764Tủ phân phối tổng tới các tầng

34,52 10,01 0,4 0,06 45,6 0,455

Thang máy lớn 12,394 14,501 2 0,08 40 0,719Thang máy nhỏ 5,809 6,797 3,33 0,09 40 0,553Trạm bơm 66,076 49,557 0,4 0,06 40 0,815Chiếu sáng trong 3,452 2 0,08 182,4 1,813Chiếu sáng ngoài nhánh OA 6,84 5 0,09 30 2,252Chiếu sáng ngoài nhánh AB 3,54 0,8 0,07 118 0,226Chiếu sáng ngoài nhánh AC 3,3 0,8 0,07 110 0,196

Bảng 5.1: Tổn thất điện áp trên các đường dây

5.2 Tổn thất công suấtTổn thất công suất được tính theo công thức sau:

+ Tổn thất công suất tác dụng

+ Tổn thất công suất phản kháng

- Tổn thất công suất trên đoạn dây tính từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 58

Page 57: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Tính toán tương tự cho các đoạn còn lại ta có bảng sau:

P(kW)Q(kVA

r)Ro Xo L(m) ∆P(kW)

∆Q(kW)

Trạm biến áp đến tủ phân phối tổng

126,63 75,14 0,4 0,06 20 1,201 0,1802

Tủ phân phối tổng tới các tầng

34,52 10,01 0,4 0,06 45,6 0,163 0,0245

Thang máy lớn

12,394 14,501 2 0,08 40 0,202 0,0081

Thang máy nhỏ

5,809 6,797 3,33 0,09 40 0,074 0,0020

Trạm bơm 66,076 49,557 0,4 0,06 40 0,756 0,1134Chiếu sáng trong

3,452 2 0,08 182,4 0,030 0,0012

Chiếu sáng ngoài nhánh OA

6,84 5 0,09 30 0,049 0,0009

Chiếu sáng ngoài nhánh AB

3,54 0,8 0,07 118 0,008 0,0007

Chiếu sáng ngoài nhánh AC

3,3 0,8 0,07 110 0,007 0,0006

Tổng262,56

1 2,489 0,3315

Bảng 5.2: Tổn thất điện năng trên các đường dây

5.3 Tổn thất điện năng- Tổn thất điện năng của mạng điện là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 59

Page 58: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Trong đó:

- Tổn thất điện năng của đường dây là:

- Tổn thất điện năng của trạm biến áp là:

→Vậy, tổn thất điện năng của mạng điện là:

- Điện năng tiêu thụ trong năm là:

- Tỷ lệ tổn thất điện năng:

Nhận xét: Tổn thất điện áp là một điều không thể bỏ qua khi thiết kế cung cấp điện vì nó có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng và tổn thất của điện năng. Tổn thất càng nhỏ thì phương án kết hợp với chi phí hợp lí thì dự án càng trở nên khả thi. Vì vậy việc tính toán phải đưa ra được những phương án có tổn thất điện năng nằm trong một giới hạn cho phép.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 60

Page 59: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

6 CHƯƠNG 6

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ

6.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụngThiết kế cho một tầng điển hình của chung cư,phương án bố trí điện như

sau:

- Đặt một cầu dao tổng vào căn hộ.

- Mỗi phòng ngủ đặt một bảng điện cung cấp điện cho đèn,quạt,đài,tivi.

- Tại bếp đặt một bảng điện dung để đun nấu,cấp điện cho đèn nhà bếp, nhà WC. Sơ đồ mặt bằng điển hình cho tầng như sau:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 61Ổ cắm

Ổ cắm

Hình 6.1.Sơ đồ mạng điện căn hộ

Máy giặt

Rửa bát

Aptomat tổng

Đầu nối đất

Aptomat nhánh

Aptomat chống dòng rò

Chống sét

dây 10 mm2

Công tơ điện

N

PE

Điều hòaNước nóng

Tủ lạnh Thiết bị truyền thông

Chiếu sáng

Điều hòaQuạt

Page 60: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Sơ đồ mạng điện căn hộ được thể hiện trên hình vẽ. Một aptomat tổng hai cực được lắp đặt tại bảng điện đầu vào, công tơ điện có thể lắp ở tủ phân phối tầng hoặc ở bảng điện căn hộ. Các mạch điện cho chiếu sáng, ổ cắm, bếp điện và nhà tắm được thiết kế độc lập với nhau. Mỗi mạch điện được bảo vệ bởi aptomat nhánh và aptomat chống dòng rò (RCD – Residual Current Device).

6.2 Chọn thiết bị của mạng điện căn hộDây dẫn của mạng điện trong nhà được sử dụng là dây cáp hoặc dây cách

điện. Tiết diện dây dẫn được lựa chọn theo dòng điện cho phép:

IM Icp;

Trong đó:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 62

Page 61: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

IM – giá trị dòng điện làm việc cực đại chạy trên dây dẫn, được xác định theo biểu thức:

Trong đó:Ilv.i – dòng điện làm việc của thiết bị thứ i;

kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất và số lượng thiết bị điện được cung cấp;

ntbi – số lượng thiết bị được cung cấp bởi đoạn dây xét.

Icp – giá trị dòng điện cho phép cực đại của dây dẫn chọn.

Giá trị dòng phụ tải cho phép của dây dẫn được xác định theo biểu thức:

Icp = khc. Icp.n

Trong đó:

Icp - dòng điện cho phép ứng với từng loại dây dẫn, phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép của chúng;

Icp.n – dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn trong điều kiện bình thường;

khc – hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện thực tế:

khc = k1k2.k3

k1 – hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt dây dẫn (xem bảng 15.pl)

k2 – hệ số phụ thuộc vào số lượng dây cáp đặt chung trong hào cáp (bảng 16.pl).

k3 - hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế tại nơi lắp đặt, có thể xác định theo bảng 17.pl.

Giá trị dòng điện làm việc được xác định phụ thuộc vào loại mạng điện như sau:

Mạng điện một phaMạng điện 2 pha mắc theo

đIện áp phaMạng điện 3 pha

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 63

Page 62: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

, A , A , A

S – công suất truyền tải trên đường dây, kVA;

Un, Uph – điện áp dây và điện áp pha, kV.

Cáp sau khi chọn được kiểm tra:

* Theo điều kiện hao tổn điện áp: Hao tổn điện áp thực tế trên đường dây không được vượt quá giá trị cho phép:

;

P, Q - công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn cáp, kW và kVAr;

r0 , x0 - suất điện trở tác dụng và phản kháng của đoạn cáp, /km;

l - chiều dài đoạn cáp, km;

Un – điện áp định mức của đường dây, kV;

Ucp – hao tổn điện áp cho phép trên đoạn cáp, giá trị hao tổn điện áp cho phép trong mạng hạ áp từ thanh cái trạm biến áp phân phối đến đầu vào thiết bị là Ucp=5% đối với phụ tải chiếu sáng và Ucp=7,5% đối với các phụ tải khác.

* Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện của cáp phải lớn hơn giá trị tối thiểu xác định theo biểu thức:

;

Trong đó:

Ik – giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A;

tk – thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch, s;

Ct – hệ số đặc trưng của dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện cho trong 25.pl. Trong trường hợp thiếu thông tin có thể lấy giá trị trung bình theo bảng dưới đây:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 64

Page 63: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Bảng giá trị hệ số Ct

Cách điện Dây đồng Dây nhômPVC (Polychlorure vinyle)

115 76

PR (Polyethylene reticulé)

143 94

Thiết kế cung cấp điện cho một căn hộ gồm có 1 phòng bếp, 1 phòng khách, 2 phòng ngủ. Ta có bảng chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ sơ bộ như sau:

STT Tên thiết bịSố lượng

Công suất dự kiến

Dây dẫn

Thiết bị bảo vệ

Loại Ký hiệu

1Công tắc cho bình nóng lạnh

22x600W

2,5mm2

Aptomat

EA52G-20A

2Ổ cắm cho thiết bị truyền thông

22x400W

6mm2 Aptomat

EA52G-30A

3 Ổ cắm 3 cực cho điều hòa 2 1,5mm2

Aptomat

EA52G-16A

4 Ổ cắm 11 2,5mm2

Cầu chảy

ПK-10

5 Đèn lốp bán cầu mờ 7 7x75W1,5mm2

Cầu chảy

6 Đèn huỳnh quang(1,2m) 4 4x40W ПK-167 Đèn trang trí gắn tường 4 4x60W

8 Quạt thông gió 1 40W1,5mm2

Cầu chảy

ПK-16

9 Ổ cắm cho máy giặt 1 600W2,5mm2

Aptomat

EA52G-20A

Bảng 6.1: Dây dẫn và các thiết bị bảo vệ sơ bộ

Nhận xét: Khi tính toán cung cấp điện cho một căn hộ cụ thế ta phải bố trí các thiết bị một cách hợp lý nhất để đảm bảo được độ an toàn, ổn định, và kinh tế.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 65

Page 64: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

7 CHƯƠNG 7TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT

* Cách thực hiện hệ thống trang bị nối đất

- Trang bị nối đất bao gồm các điện cực nối đất và dây nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng đứng được đóng sâu vào trong đất và các điện cực nằm ngang được chôn trong đất ở một độ sâu nhất định.

Hình 7.1. Sơ đồ bố trí các cực tiếp địa

- Dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất.Khi thực hiện nối đất, trước hết lợi dụng các vật nối đất tự nhiên sẵn có như các đường ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất (trừ vỏ cáp chì, vỏ cáp thép ít dùng). Điện trở của các nối đất tự nhiên được xác định bằng cách đo thực tế hay tính gần đúng theo các công thức kinh nghiệm.

- Nếu nối đất tự nhiên không đảm bảo được trị số điện trở Rđ theo yêu cầu thì phải dùng nối đất nhân tạo.Nối đất nhân tạo được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép ống, thanh thép dẹt hay thép góc dài 2 – 3m, đóng sâu xuống đất, đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5 – 0,8 m để tránh thay đổi của Rđ theo thời tiết. Các cọc thép được hàn nối với nhau bằng các thanh thép đặt nằm ngang và cũng được chôn sâu cách mặt đất 0,5 – 0,8m.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 66

ll ll l l

Page 65: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

- Vì trạm biến áp của ta dùng cho chung cư là 2x100 kVA, điện trở nối đất cho phép là Ryc = 4Ω, điện trở suất của vùng đất trong điều kiện độ ẩm trung bình(kcoc = 1,5)là =75 Ωm.(với thanh nối ngang )

- Do không có hệ thông tiếp địa tự nhiên nên điện trở của hệ thống tiếp địa nhân tạo là Rn.t = Ryc = 4Ω.

- Chọn cọc tiếp địa bằng thép tròn dài l= 2m, đường kính d= 0,08 m. Cọc được đóng sâu cách mặt đất h = 0,8 m.

- Chiều sâu trung bình của cọc : htb = h + = 0,8 + = 1,8m

Hình 7.2.Sơ đồ đặt cọc

- Điện trở tiếp xúc của cọc tiếp địa:

- Số lượng cọc được chọn sơ bộ là:

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 67

h = 0,8 m

l = 2 m

Page 66: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

→chọn n = 10. Số cọc này được đóng xung quanh trạm biến áp theo kích thước như sau: Lng = 2.(5 + 6) = 22 m.

- Khoảng cách trung bình giữa các cọc là: la = Lng/n = 22/10 =2,2 m

→ tỷ lệ la/l = 2,2/2 = 1,1

Tra đường cong ứng với tỷ lệ 1,1 và số lượng cọc là n=10 ta xác định được hệ số lợi dụng của các cọc tiếp địa là và của thanh nối là (bảng5.pl và bảng 7.pl-Sách bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện-TS. Trần Quang Khánh).

- Các điện cực được nối với nhau bởi thanh ngang dẹt rộng b = 0,04m, dày 0,01m. Điện trởnối đấtcủa thanh nối ngang:

Điện trở của các điện cực thẳng có xét đến hệ số sử dụng là:

Điện trở thực tế của thanh nối có xét đến hệ số lợi dụng là:

Điện trở cần thiết của hệ thông tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở của thanh nối ngang là:

Số lượng cọc chính thức là

→Vậy ta chọn nct = 12 cọc.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 68

Page 67: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Kiểm tra độ ổn định nhiệt của hệ thống tiếp địa

Với C: là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm thanh nối (với thanh thép C = 74- Sách bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện)

Vậy hệ thống tiếp địa thỏa mãn điều kiện về ổn định nhiệt.

Nhận xét: Để đánh giá tính khả thi của một dự án thì vấn đề an toàn luôn là một trong những vấn đề quan trọng nhất. Đối với với các thiết bị điện thí tính toán nối đất là phương pháp được sử dụng rộng rãi vì nó đơn giản mà đạt hiệu quả an toàn cao.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 69

Page 68: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

8 CHƯƠNG 8HẠCH TOÁN KINH TẾ

Các thiết bị chính xét đến trong hạch toán công trình được liệt kê trong bảng dưới đây, trong đó, đơn giá được tính tại thời điểm năm 2008.

TT Tên thiết bị Quy cách Đơn vị Số lượngĐơn giá,

106đV.106đ

1Trạm biến áp

TM.100/10

cái 2 50 100

2Cầu chảy cao áp

ПK bộ 1 2,5 2,5

3Chống sét van

RA10 bộ 1 2 2

4 Dao cách lyRB-

10/400bộ 1 1,6 1,6

5 Vỏ tủ điện cái 1 1 16 Cáp cao áp A-16 km 0,087 735 63,9457 Cáp hạ áp XLPE-6 km 0,06 245 14,78 Cáp hạ áp XLPE-10 km 0,06 271 16,269 Cáp hạ áp XLPE-16 km 0,02 312 6,2410 Cáp hạ áp XLPE-35 km 0,02 460 9,211 Cáp hạ áp XLPE-50 km 0,1056 571 60,297612 Cáp hạ áp PVC-4 km 0,11 167 18,3713 Cáp hạ áp PVC-10 km 0,1824 285 51,98414 Cáp hạ áp PVC-25 km 0,228 381 86,86815 Cầu dao bộ 1 0,85 0,85

16Aptomat tổng

SA403-H cái 1 6,5 6,5

17Aptomat sinh hoạt

EA103G cái 1 3,5 3,5

18Aptomat tầng

EA52G cái 12 2,4 28,8

19Aptomat 2 tầng

EA52G cái 6 2,4 14,4

20Aptomat động lực

SA603-H cái 1 6,5 6,5

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 70

Page 69: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

21Aptomat máy bơm

SA403-H cái 1 5,5 5,5

22Aptomat thang máy lớn

SA403-H cái 3 5,5 16,5

23Aptomat thang máy nhỏ

EA103G cái 3 3,5 10,5

24Cầu chảy chiếu sáng

ПP-2 cái 1 0,05 0,05

25Khởi động từ

ПME-211 cái 16 1,5 24

26 Biến dòng TKM-0,5 bộ 3 0,1 0,327 Ampeke 0-200A cái 4 0,1 0,428 Vonke 0-500V cái 10 0,31 3,1

29Công tơ 3 pha

cái 10 0,6 6

30Đồng thanh cái

M,50x5 kg 10 0,6 6

31 Sứ thanh cái0Ф-10-

375cái 9 0,05 0,45

32 Bộ dàn trạm bộ 1 3,5 3,533 Cọc tiếp địa Ф6,5 cọc 12 0,1 1,234 Thanh nối 0,04x0,01 m 22 0,015 0,33∑ 573,345

Tổng giá thành công trình là ∑V = 573,345 triệu đồng. Tổng giá thành có tính đến công lắp đặt:

V∑ = kld . ∑V =1,1. 573,345 = 630,68 triệu đồng Giá thành một đơn vị công suất đặt:

đ/kVA

Chi phí vận hành năm:

Cvh = kO&M.V∑= 0,02. 630,68.106=12,614.106 đ

Tra bảng 31.pl ta có kO&M % = 2%

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 71

Page 70: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Chi phí tổn thất điện năng:

Cht = c∆ . ∆A∑=1000.99574,369 = 99,58.106đ

Tổng chi phí quy đổi

=(0,146.630,68+ 99,58 + 12,614).106 = 204,273.106 đ/năm

Với

Tổng chi phí trên một đơn vị điện năng:

đ/kW

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 72

Page 71: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

9 CHƯƠNG 9PHÂN TÍCH KINH TẾ - TÀI CHÍNH

- Trước hết ta xác định sản lượng điện bán ra ở năm đầu:

kWh

- Lượng điện năng tổn thất:

= 0,0886.682082= 60532,47 kWh

- Điện năng mua vào:

= 682082+ 60532,47≈742615 kWh

- Chi phí mua điện: = 742615.500 = 371,31.106đ

- Doanh thu: = 682082.860 = 586,591.106đ

- Chi phí vận hành hàng năm:

Cvh1 = kO&M.V∑= 0,02. 630,68.106= 12,614.106 đ

- Chiphí khấu hao năm thứ nhất:

= 0,036.630,614.106 = 22,702.106đ

- Tổng chi phí không thể khấu hao năm thứ nhất:

Cm&vh1 = Cm.1 + Cvh1 = (371,31 + 12,614).106 = 383,924.106 đ

- Dòng tiền trước thuế

T1 = B1- Cm&vh1 = (586,59 - 383,924).106 = 202,666.106 đ

- Lãi chịu thuế năm thứ nhất:

= (202,666 –22,702).106 = 179,964.106 đ

- Thuế lợi tức: = 179,964.0,15 = 26,995.106 đ

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 73

Page 72: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

Trong đó, lấy thuế suất s = 15%.

- Tổng chi phí toàn bộ:

= (371,31 + 12,614 + 22,702+ 26,995).106

= 433,621.106 đ

- Dòng tiền sau thuế:

= 202,666–26,995 = 175,671.106 đ

- Hệ số quy đổi:

- Giá trị lợi nhuận quy về hiện tại:

= 175,671.106.0,91 = 159,861.106 đ

- Tổng chi phí quy về hiện tại:

= 433,62.106.0,91 = 394,595.106 đ

- Tổng doanh thu quy về hiện tại:

= 586,59.106.0,91 = 533,80.106đ

Tính toán tương tự cho các năm tiếp theo, ta có bảng tổng hợp sau:

Bảng 9.1: Kết quả phân tích kinh tế-tài chính dự án tòa nhà chung cư 12 tầng (đơn vị 106đ)

Năm

S, kVA

Điện năng ,103 kWhDoanh

thu

Chi phí mua điện

Tổng c.p

không kể Ckh

Dòng tiền

trước thuế

Lợi tứcchịu thuế

t Ab Am ∆A B Cm Cm&vh Tl Llt

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 630,68 -630,68

1159,3

65682,08

2742,51

460,43

2586,59

1371,25

7383,87

1202,720

180,015

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 74

Page 73: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

2161,6

84692,00

6753,31

861,31

2595,12

5376,65

9389,27

3582,512

559,807

3164,1

86702,71

6764,97

762,26

1604,33

6382,48

8395,10

2591,722

569,018

4166,8

83714,25

7777,54

163,28

3614,26

1388,77

0401,38

4601,648

578,943

5169,8

01726,74

9791,13

964,39

0625,00

4395,56

9408,18

3612,391

589,686

6172,9

72740,32

1805,91

365,59

2636,67

6402,95

6415,57

0624,062

601,358

7176,4

31755,12

6822,03

166,90

4649,40

9411,01

5423,62

9636,795

614,091

Tổng

5013,258

5457,433

444,175

4311,402

2728,716

3447,691

3221,169

3692,918

Năm

Thuế lới tứcTlt

Tổng chi phí

C∑

Dòng tiền sau thuếT2

βt C∑.β Lht B.βt

Dòng tiền sau thuếứng với hệ số chiết

khấu

i=0,55 i=0,6

11 12 13 14 15 16 17 18 19

0-

630,681

-630,68

-630,68 -630,68

127,00

2433,57

8175,71

70,91

394,161

159,743

533,264

113,366 109,823

283,97

1495,94

8498,54

10,83

409,875

412,017

491,839

207,509 194,742

385,35

3503,15

9506,37

00,75

378,031

380,443

454,047

135,979 123,625

486,84

1510,93

0514,80

60,68

348,972

351,620

419,549

89,190 78,553

588,45

3519,34

0523,93

80,62

322,470

325,324

388,078

58,563 49,967

690,20

4528,47

8533,85

80,56

298,312

301,349

359,387

38,498 31,820

792,11

4538,44

7544,68

10,51

276,308

279,508

333,249

25,341 20,291

Tổn 553,9 3529,8 2667,2 2428,1 1579,3 2979,4 37,766 -21,858

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 75

Page 74: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

g 38 81 32 29 24 13

Từ bảng trên ta có: NPV = 1579,324.106 đ

Khi i1= 0,55 thì NPV1 = 37,766.106 đ

Khi i2 = 0,6 thì NPV2 = -21,858.106đ

Do vậy:

+ Khi tn = 5 thì NPV = -26,073.106 đ

+ Khi tn = 6 thì NPV= 12,425.106 đ→ Vậy, thời gian hoàn vốn sẽ là:

năm

NPV IRR B/C T (năm)

1579,324.106 đ 58,17% 1,227 5,677

Bảng 9.2: Bảng các chỉ tiêu kinh tế tài chính cơ bản của công trình điện

Kết luận: Tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện đều đảm bảo yêu cầu thiết kế. Dự án có mục đích chủ yếu là phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của nhân dân. Bên cạnh đó có thể nhận thấy là dự án mang lại hiệu quả kinh tế với tổng vốn đầu tư là 630,68 triệu đồng cho các thiết bị chính, và sẽ được thu hồi vốn trong khoảng thời gian 5,677 năm. Các chỉ tiêu kinh tế tài chính cơ bản được biểu thị trong bảng trên cho thấy dự án hoàn toàn có thể chấp nhận được.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 76

Page 75: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

10 II - BẢN VẼ(Các bản vẽ A4 kèm theo)

1. Sơ đồ mặt bằng chung cư vói các vị trí tủ phân phối.

2. Sơ đồ mạng điện bên ngoài.

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

4. Sơ đồ trạm biến áp

- Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp.

- Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp.

- Sơ đồ nối đất.

5. Sơ đồ mạng điện của một căn hộ.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 77

Page 76: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

11 KẾT LUẬN

Đồ án môn học Cung cấp điện đã giúp em phần nào hiểu thêm về việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một khu vực, cụ thể trong đồ án này là một chung cư cao tầng. Bên cạnh đó, sau khi hoàn thành đồ án, em đã tích góp thêm cho bản thân rất nhiều kiến thức bổ ích cho công việc trong tương lai. Đồ án môn học Cung cấp điện cũng đã giúp em hình dung được cách làm, cách thực hiện và trình bày cho đồ án tốt nghiệp của em sau này.

Sau một thời gian bắt tay vào làm đồ án, thực sự em gặp rất nhiều khó khăn, như khả năng tính toán trên excel chưa thành thạo, thao tác còn vấp phải nhiều sai sót, khiến tiến độ hoàn thành đồ án kéo dài. Ngoài việc trao đổi với bạn bè, em cũng đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Trần Quang Khánh, thầy đã giúp em giải đáp các thắc mắc ở trên lớp cũng như qua Email. Nhờ vậy mà hiện nay em có thể làm việc thành thạo và thao tác nhanh hơn khi tính toán trên máy tính. Qua đồ án này em rất muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Quang Khánh đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội tự hoàn thiện kỹ năng của bản thân, trang bị cho chúng em những kiến thức bổ ích cho công việc trong tương lai. Do trình độ và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế, nên chắc chắn đồ án của em gặp rất nhiều sai sót. Em rất mong được sự góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quang Khánh cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hệ thống điện và các bạn cùng khóa.

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 78

Page 77: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

12 Tài liệu tham khảo

1. TS. Trần Quang Khánh, Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC, Nxb KH&KT Hà Nội, 2006.

2. TS. Trần Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện, Nxb KH&KT Hà Nội 2006.

3. TS. Trần Quang Khánh, Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện, Nxb KH&KT Hà Nội, 2006

4. PSG.TS Phạm Văn Hòa, Ngắn mạch và đứt dây trong Hệ thống điện, Nxb KH&KT, 2011.

5. PSG.TS Phạm Văn Hòa, Ths Phạm Ngọc Hùng, Thiết kế phần điện trong nhà máy điện và Trạm biến áp, Nxb KH&KT, 2006.

6. TS. Nguyễn Văn Đạm, Mạng lưới điện, Nxb KH&KT Hà Nội, 2001.

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 79

Page 78: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

M C L CỤ Ụ

LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................3

I - THUYẾT MINH...........................................................................................7

CHƯƠNG 1.............................................................................................................7

1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư........................................7

1.2 Xác định phụ tải chiếu sáng........................................................................9

1.3 Xác định phụ tải động lực.........................................................................10

1.3.1 Xét với thang máy...............................................................................11

1.3.2 Xét với trạm bơm................................................................................11

1.4 Tổng hợp phụ tải.......................................................................................14

CHƯƠNG 2.....................................................................................................15

2.1 Lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp................................................................17

2.2 Lựa chọn phương án.................................................................................17

2.2.1 Phương án 1........................................................................................17

2.2.2 Phương án 2........................................................................................19

CHƯƠNG 3.....................................................................................................22

3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp..................................................22

3.1.1 Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2 x 100 kVA................................23

3.1.2 Phương án 2: Dùng 1 máy biến áp 160 kVA......................................25

3.2 Chọn tiết diện dây dẫn..............................................................................25

3.2.1 Chọn dây dẫn từ lưới đến TBA...........................................................26

3.2.2 Chọn dây dẫn từ TBA đến tủ phân phối..............................................27

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 80

Page 79: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

3.2.3 Chọn dây dẫn đến tủ phân phối các tầng............................................29

3.2.3.1 Phương án 1: Hai trực đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng.29

3.2.3.2 Phương án 2:....................................................................................32

3.2.3.3 So sánh 2 phương án........................................................................34

3.2.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy............................................36

3.2.4.1 Thang máy có công suất lớn (P = 16 kW).......................................36

3.2.4.2 Thang máy có công suất nhỏ (P = 7,5 kW).....................................36

3.2.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm.............................................37

3.2.5.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ phân phối trạm bơm.............37

3.2.5.2 Chọn dây dẫn từtủ phân phối trạm bơm đếm bơm sinh hoạt...........38

3.2.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng...........................................39

3.2.6.1 Chiếu sáng trong nhà.......................................................................39

3.2.6.2 Chiếu sáng ngoài..............................................................................40

CHƯƠNG 4.....................................................................................................43

4.1 Tính toán ngắn mạch.................................................................................43

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp..................................................................45

4.2.1 Cầu chảy cao áp.................................................................................45

4.2.2 Dao cách li..........................................................................................45

4.2.3 Chống sét............................................................................................45

4.3 Chọn thiết bị các tủ phân phối..................................................................46

4.3.1 Chọn thanh cái....................................................................................46

4.3.2 Chọn sứ cách điện...............................................................................47

4.3.3 Chọn cáp điện lực...............................................................................47

4.3.4 Chọn aptomat và cầu chảy..................................................................47

4.3.4.1 Aptomat bảo vệ lộ tổng (A0):..........................................................48

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 81

Page 80: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

4.3.4.2 Aptomat bảo vệ mạch điện sinh hoạt (A1):.....................................48

4.3.4.3 Aptomat bảo vệ mạch động lực (A2):.............................................48

4.3.4.4 Aptomat bảo vệ trạm bơm (A3):......................................................49

4.3.4.5 Aptomat bảo vệ cho mạch 1 thang máy dự phòng (A4):.................50

4.3.4.6 Aptomat bảo vệ cho mạch gồm 2 tầng (A5):...................................50

4.3.4.7 Aptomat bảo vệ cho mạch gồm 1 tầng (A6):...................................50

4.3.4.8 Aptomat bảo vệ cho mạch chiếu sáng (C7):....................................50

4.3.4.9 Aptomat bảo vệ cho mạch thang máy lớn (A8):..............................51

4.3.5 Chọn máy biến dòng...........................................................................51

4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ.............................................52

4.4.1 Kiểm tra ảnh hưởng của chế độ làm việc của thang máy đối với chất lượng điện........................................................................................................52

4.4.2 Kiểm tra ảnh hưởng của chế độ làm việc của máy bơm đối với chất lượng điện........................................................................................................53

CHƯƠNG 5.....................................................................................................54

5.1 Tổn thất điện áp.........................................................................................54

5.2 Tổn thất công suất.....................................................................................54

5.3 Tổn thất điện năng.....................................................................................55

CHƯƠNG 6.....................................................................................................57

6.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng.....................................................................57

6.2 Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ..........................................................58

CHƯƠNG 7.....................................................................................................61

CHƯƠNG 8.....................................................................................................65

CHƯƠNG 9.....................................................................................................67

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 82

Page 81: Đồ án cung cấp điện 12 tầng

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh 2011

II - BẢN VẼ....................................................................................................71

KẾT LUẬN.....................................................................................................72

Tài liệu tham khảo...........................................................................................73

MỤC LỤC.............................................................................................................74

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3 83