Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà 7 tầng (dãy d đang xây dựng của trường cd công thương tp Hồ Chí Minh)

lượng sản phẩm trong năm Ưu điểm cho kết quả khá chính xác Nhược điểm chỉ chỉ giới hạn cho một số thiết bị như : quạt gió , bơm nước máy nén khí vv… b) xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Ta có công thức : P Trong đó : P: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (KW/m) S : diện tích bố trí nhóm tiêu thụ ( m) Phương pháp này cho kết quả gần đúng nên dùng trong thiết kế sơ bộ và được dùng để tính toán cho những phân xưởng có mật độ máy móc tương đối đều sơ bộ c) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu P (KW) Mà P Công suất phản kháng Q Với tg được xác định theo công thức Cos= Công suất biểu kiến : S Dòng điện định mức I Trong đó : P: công suất đặt thứ I (KW) P: cong suất định mức thứ I (KW) : hiệu suất của thiết bị k: hệ số nhu cầu sử dụng của nhóm thiết bỉ đặc trưng k: hệ số đồng thới (0,85) Ưu điềm : đơn giản thuận tiện , sử dụng phổ biến Nhược điểm là : không chính xác vì hệ số vì hệ số sử dụng phải tra sổ tay , không phụ thuộc vào chế độ vận hành cũa mỗi thiết bị.trong nhóm . d) Cách xác định phụ tải công trình theo hệ số cực đại (k) và công suất trung bình P( phương pháp số thiết bị hiệu quả ). Cách tính như sau ; Công suất tính toán : P Trong đó : k: hệ số cực đại của công suất tác dụng n: số thiết bị hiệu quả được tính bằng biều thức : n k: hệ số sử dụng , lấy từ đồ thị phụ tải , được tính bằng biểu thức : k n*= ; p*= Trong đó : n: số thiết bị trong nhóm n: số thiết bị công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa số thiết bị có công suất lớn nhất : tổng công suất định mức của n thiết bị : tổng công suất định mức của n thiết bị Ưu điểm của phương án này là cho kết quả có độ chính xác khá cao vì khi xác định số thiết bị hiệu quả chúng ta đã xét tới các yếu tố quang trọng như : ảnh hưởng của các thiết bị trong nhóm về công suất cũng như vận hành 2.2 Xác định phụ tải cho phòng 70 chỗ Áp dụng phương pháp 3 là xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu ta tính toán phụ tải cho công trình tòa nhà D , do tải của ta là tải cố định ít thay đổi , nguồn cung cấp với công suất tương đối nhỏ. Ta xác định các thông số sau: Hệ số sử dụng k : Trong điều kiện vận hành bình thường , công suất tiêu thụ thực thường bé hơn giá trị dịnh mức của nó . do đó hệ số sử dụng k được dùng để đánh giá giá trị công suất tiêu thụ thực . hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt ( nhất là động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải ). Trong mạng điên hệ số này ước chừng là 0,75 cho động cơ , với dây tóc bóng đèn thì bằng 1 . Ta chọn k=0,8 cho các thiết bị văn phòng k=0,75 các động cơ (thang máy , bơm nước chữa cháy , quạt…) Hệ số đồng thời ( k) - Thông thường thì sự vận hành của tất cả các tải có trong một lưới điện là không bao giờ xảy ra . hệ số đồng thời ( k) sẽ được dùng để đánh giá phụ tải . - Hệ số k thường được dùng cho một nhóm tải ( được nối cùng với tủ phân phối chính hoặc tủ phân phối phụ ). Việc xác định đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạch và điều kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong mạng . do vậy khó có thể xác định chính xác cho từng trường hợp . Trong trường hợp này ta chọn hệ số k=0,8 dành cho các tủ phân phố chính và phụ dành cho công trình chung cư , tòa nhà cao tầng Sau khi lập phương án tải cho phòng 70 chỗ , các thông số k đèn và quạt được tra theo tiêu chuẩn IEC , hệ số chọn cos theo tiêu chuẩn xây dựng – tiue6 chuẩn thiết kế TCXD-27-1991 , chọn hệ số công suất cho phụ tải trường DH, CD , TH dạy nghề là 0.85. ta tiến hành lập bảng số liệu và tính toán như sau: stt Tên thiết bị Số lượng (W) (W) cos 1 Đèn huỳnh quang 18 18.36=648 1 648 0.8 1525 0.6 2 Quạt trần 6 6.100=600 0.75 450 0.85 3 Âm li 1 1.200=200 0.8 160 0.85 4 loa 2 2.320=640 0.8 512 0.85 5 Máy chiếu 1 1.300=300 0.8 140 0.85 6 ổ cắm điện 8 7 ổ cắm âm thanh 1 8 Hộp số quạt 6 9 CB 6 Phân bố các thiết bị: các thiết bị được đặt trong phòng có cùng điện áp 220 V , việc bố trí các bộ đèn đã có sơ đồ chiếu sáng , do nhu cầu sử dụng máy tính xách tay của sinh viên càng nhiều do đó ta bố trí mỗi phòng 8 ổ cắm,theo kích thước phòng ta bố trí 3 ổ cắm cách nhau 4m theo chiều dọc và cách mặt đất 1m. 2 ổ cắm còn lại ta bố trí theo chiều ngang. 2.3 Tính toán phụ tải cho giảng đường 200 chỗ Sau khi lập phương án tải cho phòng 200 chỗ , các thông số k đèn và quạt được tra theo tiêu chuẩn IEC , chọn cos theo mạng điện quốc gia là 0.85. ta tiến hành lập bảng số liệu và tính toán như sau: stt Tên thiết bị Số lượng (w) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 36 36.36=1296 1 1296 0.8 2166,4 0.86 2 Quạt trần 12 12.100=1200 0.75 900 0.85 3 Âm li 1 1.200=200 0.8 170 0.85 4 loa 4 4.320=1280 0.8 1024 0.85 5 Máy chiếu 1 1.300=300 0.8 240 0.85 6 ổ cắm điện 16 7 ổ cắm âm thanh 1 8 Hộp số quạt 12 9 CB 9 2.4 Xác định phụ tải cho giảng đường 300 chỗ: Sau khi lập phương án tải cho phòng 300 chỗ , các thông số k đèn và quạt được tra theo tiêu chuẩn IEC , chọn cos theo mạng điện quốc gia là 0.85. ta tiến hành lập bảng số liệu và tính toán như sau: stt Tên thiết bị Số lượng (w) (w) (W) cos 1 Đèn huỳnh quang 54 54.36=1944 1 1944 0.8 4824 0.6 2 Quạt trần 18 18.100=1800 0.75 1350 0.85 3 Âm li 1 1.200=1200 0.8 960 0.8 4 loa 6 6.320=1920 0.8 1536 0.8 5 Máy chiếu 1 1.300=300 0.8 240 0.8 6 ổ cắm điện 8 7 ổ cắm âm thanh 1 8 Hộp số quạt 18 9 CB 12 2.5 Xác định phụ tai các phòng tầng trệt : 2.5.1 phòng tổ chức hành chính stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 32 32.36=1152 1 1152 0.8 4937,6 0,6 2 Quạt trần 4 4.100=400 0,75 300 0,85 3 Máy tính 4 4.500=2000 0,8 1600 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 2 2.750.1,5=2250 0,8 1800 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 10 2.5. 2.Phòng đào tạo stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 32 32.36=1152 1 1152 0.8 6217,6 0,6 2 Quạt trần 4 4.100=400 0,75 300 0,85 3 Máy tính 8 8.500=4000 0,8 3200 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 2 2.750.1,5=2250 0,8 1800 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 10 2.5.3. Xác định phụ tai phòng quản lí trang thiết bị: stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 16 16.36=576 1 576 0.8 3635,2 0,6 2 Quạt trần 2 2.100=200 0,75 150 0,85 3 Máy tính 4 4.500=2000 0,8 1600 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 1 1.750.1,5=1125 0,8 900 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 8 2.5.4. Xác định phụ tải cho phòng tài chình kế toán : stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 16 16.36=576 1 576 0.8 3635,2 0,6 2 Quạt trần 2 2.100=200 0,75 150 0,85 3 Máy tính 6 6.500=3000 0,8 2400 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 1 1.750.1,5=1125 0,8 900 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 8 2.5.5. Xác định phụ tải cho phòng công tác hoc sinh snh viên stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 16 30.36=1080 1 1080 0.8 4680 0,6 2 Quạt trần 2 2.100=200 0,75 150 0,85 3 Máy tính 6 6.500=3000 0,8 2400 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 2 1.750.1,5=1125 0,8 900 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 8 2.5.6. Xác định phụ tải cho phòng quản lí khoa học và công nghệ. stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 16 16.36=576 1 576 0.8 3635,2 0,6 2 Quạt trần 2 2.100=200 0,75 150 0,85 3 Máy tính 4 4.500=2000 0,8 1600 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 1 1.750.1,5=1125 0,8 900 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 8 2.5.7. Xác định phụ tải cho phòng đào tạo thường xuyên stt Tên thiết bị Số lượng (W) (w) (w) cos 1 Đèn huỳnh quang 16 16.36=576 1 576 0.8 3635,2 0,6 2 Quạt trần 2 2.100=200 0,75 150 0,85 3 Máy tính 4 4.500=2000 0,8 1600 0,85 4 Máy fax 1 1.135=135 0,8 108 0,85 5 Máy in 1 1.315=315 0,8 252 0,85 6 Máy photo 1 1.1200=1200 0,8 960 0,85 7 Máy điều hòa 1 1.750.1,5=1125 0,8 900 0,85 8 Hộp số quạt 4 9 ổ cắm 2 10 CB 8 3 Tính phụ tải tầng trệt : tầng trệt gồm : 7 phòng hành chính , 4 thang máy , 2 động cơ bơm nước Sau khi tính toán như bảng trên ta được công suất của các phòng lần lượt như sau : Phòng tổ chức hành chính := 4937,6 W Phòng đào tạo : =3217,6 W Phòng quản lí trang thiết bị: =3635,2 W Phòng kế toán : =3635,2 W Phòng quản lí học sinh sinh viên; = 4680W Phòng quản lí khoa học công nghệ: =3635,2 W Phòng đào tạo thường xuyên : =3635,2 W -Sau khi tính toán thang máy phục vụ cho tòa nhà , ta chọn thang máy của hãng PTE có các thông số sau : Khả năng tải :1000kg Kích thước : 1 x 2,3 x 3 m Xuất sứ : liên doanh. Công suất tiêu thụ : 7 Kw Tốc độ lên xuống: 60 (m/ph) -Chọn công suất cho tải động cơ bơm nước : Hãng sản xuất ;PENTAX Lưu lượng nước (m3/h):72 Sức hút tối đa (m):18 Công suất (w) 3000 -Công suất tính toán chiếu sáng hành lang ; W khi đưa vào tù chiếu sáng thì =0,8 do dó W Tóm lại tổng công suất tầng trệt là : =(4937,6 + 3217,6 + 3635,2 + 3635,2 + 4680 + 3635,2 + 3635,2) + 1094,4 +(4.7000) + (2.3000) =62470,4W CÔNG SUẤT CỦA TẦNG 1 Tầng 1 gồm có 6 phòng 70 chổ và 1 phòng 200 chỗ 6 1525+2166,4+1094,4=12410,8 W Do các tầng 1,tầng 2 ,tầng 3, tầng 4 đều có số phòng tương tự nhau do đó công suất của các phòng đều bằng nhau và bằng 12,684 kW II) CÔNG SUẤT TẦNG 5 ; 5 5.1525 + 4824+1094,4=13543,4 W Công suất tầng 5 và tầng 6 bằng nhau vì cùng phụ tải 13543,4 W 4. CÔNG SUẤT TẦNG 7 ( HỘI TRƯỜNG) Công suất chiếu sáng :số bộ đèn.số đèn/bộ.công suất mỗi đèn 88.4.36=12672 W Công suất máy lạnh được tính như sau :theo tài liệu 2 công suất máy lạnh được tính cho giảng đường , hội trường , phòng họp rạp hát … là 360 BTUH/ Diện tích hội trường : S=a.b=32.32=1024 1→ 360 BTUH 1024→ 368640 BTUH 360 BTUH/≈29,7 W/ Suy ra công suất của máy lạnh cần dùng cho cả hội trường là 25,85kW Nhân với hệ số sử dụng , vậy công suất của máy lạnh là 20,68 kW. Phụ tải quạt là : 10.120=1200W , hệ số sử dụng → =900 W Sau khi đã có các số liệu trang thiết bị cho hội trường ta thiết lập phương án tính toán phụ tải theo bảng sau: Stt Tên thiết bị Công suất (W) Công suất (W) Công suất tính toán (W) 1 Máy lạnh 25850 0.8 20680 0.8 32201,6 2 Quạt công nghiệp 10.120=1200 0,75 900 3 Loa 4.1600=6400 08 5120 4 amli 1.350 0.8 280 5 Máy chiếu 150 0.8 120 6 Màn hình 4.150 0.8 480 7 đèn 12672 1 12672 Công suất tiêu thụ của 7 tầng ; 62470,4 + (13543,4 .4) + (13543,4 .2)+ 32201,6=175932,4≈176 kW Do tính chất của tòa nhà là các phòng không đồng thời hoạt dộng cùng lúc để giảm diện áp ta nhân với hệ số dồng thời là 0,8 . 0,8.176=140,8 kW theo tài liệu 2 ta chọn hệ số công suất là 0,85 Công suất biểu kiến =165,6 KVA Công suất phảng kháng : Q=87,17 VAR CHƯƠNG III . THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO DÃY NHÀ D 1.THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Giới thiệu : Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác . nó đóng vai trò quang trọng trong hệ thống trong hệ thống cung cấp điện . tùy theo điều kiện của việc cung cấp mà người ta đặt máy biến áp phù hợp . A) Theo nhiệm vụ người ta phân trạm biến áp thành hai loại : - Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính : Trạm này nhận điện từ hệ thống có điện áp từ hệ thống điện áp 35-22KV biến đổi thành cấp điện áp 10 KV hay 6 KV , có khi xuống tới 0,4 KV Trạm biến áp phân xưởng : trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gianbien61 đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho tải là các xưởng , xí nghiệp , nhà cao tầng … . phía sơ cấp thường là 10 KV, 6 KV , 15KV hoặc 35 KV. Còn phía thứ cấp có các loại điện áp 220/127V : 380/220 V hoặc 660 KV . về phương điện cấu trúc người ta chia trạm biến áp ra thành nhiều kiểu : Trạm biến áp trong nhà Trạm biến áp ngoài trời 1.2 Trạm biến áp và dung lượng biến áp Khi chọn vị trí số lượng biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh kinh tế , kĩ thuật . Nhìn chung , vị trí của trạm biến áp phải thõa mãn các yêu cầu chính sau đây: An toàn liên tục cung cấp điện Vốn đầu tư bé nhất Ít tiêu tốn kim loại màu nhất Các khí cụ và thiết bị phải tương đồng với nhau … Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất ít chủng loại để Giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng . Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản , chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau này . Dung lượng của máy biến áp được chọn theo điều kiện sau: Trong đó : là công suất định mức của máy biến áp mà ta chọn . ; là công suất tính toán phụ tải của toàn công trình Khi thết kế trạm biến áp ta cần xác định số lượng và công suất máy biến áp trong một trạm , chúng ta cần chú ý đến mức độ tập trung hay phân tán cụa phụ tải của tòa nhà và tính chất quan trọng của phụ tải về phương diện cung cấp điện . chúng ta cần phải tiến hành so sánh kinh tế-kĩ thuật ngay khi xác định các phương án cung cấp điện. Số lượng và công suất máy biến áp dược xác định theo các tiêu chuẩn kinh tế kĩ thuật sau: Trạm biến áp phải an toàn , liên tục cung cấp điện , tổn hao thấp Vốn đầu tư thấp Chi phí vận hành hang năm thấp Ngoài ra cần lưu ý đến việc ; Tiêu tốn ít kim loại màu Các thiết bị khí cụ phải được nhập dễ dàng vv… Dung lượng dung lượng máy biến áp cung cấp cho tòa nhà nên đồng nhất ít chủng loại để giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng Sơ đồ nối dây cũa trạm nên đơn giản , chú ý đến việc phát triển của phụ tải sau này . 2 CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP Để xác định dung lượn trạm biến áp thì người ta căm cứ vào phụ tải của toàn công trình công suất của trạm được xác định như sau: Dựa vào kết quả tính toán ở chương 2 ta có các thông số sau; =165,6 KVA Dòng điện tính toán của toàn công trình là : KA=752,7 A Để xác định số lượng và dung lượng máy biến áp ta cần phải tiến hành tính toán kinh tế kĩ thuật cho nhiều phương án , sau đó chọn phương án tối ưu nhất Tổn hao diện năng được xác định theo công thức : (KWh) Trong đó: : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra: = tổn thất công suất không tải của máy biến áp được ghi trên nhãn máy . : hệ số dung lượng kinh tế thường chọn =0,05 (KW/KVA). t là thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ thởi gian tổn thất công suất lớn nhất Với là thời gian sử dụng công suất lớn nhất theo tài liệu 2 trang 25 ta chọn . : tổn thất công suất phản kháng lúc không tải do lõi thép . = (KVA). I% : dòng điện không tải ghi trên nhãn máy . : dung lượng định mức của máy biến áp : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra . =. Với : tổn thất lúc ngắn mạch ( nghi trên nhãn máy ) : tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch gây ra . ( KVAR) (KWh) Trong đó: dung lượng định mức MBA : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra. : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra. n số lượng máy biến áp mắc song song. t : thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất T:là thời gian sử dụng công suất lớn nhất . T=5000 (giờ/năm) thời gian tổn thất công suất lớn nhất : giờ Dựa vào phụ tải toàn phân xưởng là :=165,6 ta đưa ra nhiều phương án lựa chọn máy biến áp cho phù hợp .theo tiêu chuẩn : TCVN 1983-1994 điện áp 15KV; 22KV2 Có tổ đấu dây là Dyn-11( ( theo tài liệu 2 trang 3-2 ) Đối với công trình đang xét thì ta đưa ra 3 phương án chọn MBA tất cả các máy đều tra theo tài liệu 2 trang3-3 2.1 Phương án 1: Dùng 1 máy biến áp 3 pha có dung lượng là : 180 KVA - Có các thông số kĩ thuật sau: Công suất định mức :180 KVA Điện áp định mức đến 24 KV Tổn hao không tải =315 (W)= 0,315 KW Dòng điện không tải Tổn hao ngắn mạch ở 75: P (W) = 2,185 KW Điện áp ngắn mạch: U Với các thông số trên ta áp kiểm tra các tổn thất của MBA Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch : KVAR Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch : KW Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp : KVAR Tồn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra : 0,495 KW Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng KVA trong một năm: 11669 KWh Số tiền tổn thất điện tính trong 1 năm với giá là :1500 KWh VND 2.2 Phương án 2 Dùng 1 máy biến áp 3 pha có công suất là : 250 KVA -Với các thông số kĩ thuật sau : Công suất định mức :SKVA Điện áp định mức :24KW Tổn hao không tải :W= 0,7 KW Tổn hao ngắn mạch : W=3,25 KW Điện áp ngắn mạch phần trăm: U Dòng điện không tải :I Các tổn hao trên máy biến áp được tính như sau: KVA Tổn thất công suất tác dng ngắn mạch : KW Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp : KVA Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra : KW Tổn thất điện năng MBA trong một năm là : KWh Số tiền tổn thất trong một năm với giá điện 1500VND/KWh VND 2.3 Phương án 3 Dùng hai MBA với dung lượng mỗi máy là 100 KVA -Các thông số của MBA như sau: Công suất định mức của máy : 100 KVA Điện áp định mức đến 24 KW Tổn hao không tải W= 0,205 KW Tổn hao ngắn mạch W=1,258 KW Điện áp ngắn mạch : U Dòng điện không tải :I Tương tự như trên ta khảo sát thực tế các tổn hao của MBA có dung lượng 100 KVA như sau: Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch : KVA Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch KW Tổn thất công suất phản khan trong MBA KVAR Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra: KW Tổn thất điện năng cùa MBA trong 1 năm là : KWh Số tiền tổn thất trong 1 năm với giá tiền điện là 1500 VND VND Phương án này tới 2 máy nên số tiền tổn thất cho phương án này là 2.24465000=48930000 VND KẾT LUẬN Qua 3 phương án đề xuất chọn máy và công suất trạm như trên thì ta thấy phưng án 1 có lợi hơn các đề xuất còn lại . Các hệ số tổn hao thấp và công suất biểu kiến còn dư tương đối phù hợp cho sự phát triển của công trình trong tương lai. 3 BẢO VỆ MANG CẤP ĐIỆN TỪ MÁY PHÁT PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG .Khi thiết bị được cung cấp từ những nguồn xoay chiều từ biến áp trung hạ hoặc máy phát điện hạ áp ,vấn đề khó khăn là đảm bảo sự hoạt động tốt của hệ thống bảo vệ với các nguồn khác nhau . cốt lõi của vấn đề này là sự khác nhau rất lớn giữa tổng trở của các nguồn . Tổng trở của máy phát lớn hơn nhiều tổng trở của máy biến áp . Hầu hết các lưới điện công nghiệp và thương mại lớn đều gồm một số tải quan trọng mà nguồn phải duy trì trong trường hợp lưới điện quốc gia gặp sự cố như: Các hệ thống an toàn ( chiếu sáng sự cố , thiết bị chữa cháy tự động , quạt thoát khói , báo động và tín hiệu ,vv….) Các mạch điện quan trọng cấp điện cho thiết bị mà nếu ngừng hoạt động sẽ gây thiệt hại cho sản xuất , hay làm hư hỏng dụng cụ .vv… Một trong những biện pháp duy trì cung cấp điện cho tải thiết yếu khi có sự cố nguồn là sử dụng máy phát điện diesel . Được nối thông qua cầu dao đảo với tủ đóng cắt dự phòng và nuôi các thiết bị đó. Mạch điện được cung cấp từ máy biến áp và máy phát . 3.1 Tiếp theo là cách lựa chon cụ thể máy phát điện: Lựa chọn chọn máy phát dự phòng phụ thuộc vào tính chất mạng điện cần cung cấp ; Địa điểm hoạt động Tổng công suất tải lắp đặt Độ nhạy của các mạng điện đối với gián đoạn điện . Độ sẵn sang của mạng lưới phân phối . Để chọn chính xác máy phát điện theo lý thuyết thì phải qua nhiều bước như tính toán công suất biểu kiến, dòng điện danh nghĩa, hệ số tiêu dùng… Trước khi chọn máy phát điện chúng ta cần tính toán tất cả công suất thực (kW) sau đó qui đổi ra công suất biểu kiến (kVA) . Việc tính toán đúng công suất cũng rất quan trọng nhằm tránh quá tải nếu chọn công suất máy nhỏ hơn công suất tải. Nếu chọn công suất máy lớn hơn nhiều công suất tải thì lãng phí .Các hệ số công suất tương ứng với các thiết bị tải như sau: ( Theo tài liệu tailieu.vn) Loại tải Hệ số cos -Mô tơ, máy lạnh, tủ lạnh, chiller: 0.8 -Đèn huỳnh quang, máy tính 0.4 -Điện trở hoặc đèn dây tóc: 1.0 Chọn máy phát điện mới 100%:Chọn máy phát điện mới với hệ số an toàn khoản 1.1, nghĩa là chọn công suất máy phát điện bằng cách nhân công suất tải với hệ số an toàn.Ví dụ: công suất tải tính toán được là: 150KVACông suất máy phát điện cần trang bị là: 150KVA x 1.1 = 165KVAChọn máy phát điện đã qua sử dụng:Tùy theo tình trạng mỗi máy phát điện đã qua sử dụng mà ta có hệ số an toàn từ 1.1 – 1.25Ví dụ: công suất tải tính toán được là: 150KVACông suất máy phát điện đã qua sử dụng cần trang bị là: 150KVA – 187.5KVA tùy tình trạng máy tốt hay xấu*LƯU Ý: Khí chọn lựa máy phát điện cần một số lưu ý như sau:- Số thiết bị tải sẽ tăng trong tương lai gần cần dự trù công suất cho các thiết bị tải tăng này.- Dòng khởi động của các thiết bị có dòng khởi động lớn như mô tơ, máy nén… ở nhà máy nước, nhà máy gỗ…- Công suất tải thay đổi liên tục.- Các loại tải hay sinh ra công suất ngược như cần trục, mô tơ công suất lớn, thang máy…- Khi chọn máy nên căn cứ theo công suất liên tục của máy vì công suất dự phòng là công suất chỉ chạy được 1h trên mỗi 12h chạy máy.Một số lưu ý khi chọn mua: - Khi có nhu cầu mua máy phát điện thì ta cần liệt kê thật chi tiết các thiết bị điện cần dùng, từ đó tính toán công suất tiêu thụ tổng rồi tính công suất máy phát điện cần mua.- Nhằm tăng tuổi thọ và độ bền cho máy phát điện, người mua máy nên chọn mua máy phát điện có công suất cao hơn công suất tiêu thụ thực tế từ 10% đến 25%.- Khi lựa chọn máy phát điện, khách hàng nên chú ý lựa chọn sản phẩm có giấy bảo hành và nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.- Khi mua máy phát cho thang máy phải có thông số kỹ thuật chính xác để chọn được loại máy phù hợp.- Khi vận hành, máy phát điện phải được đặt ở vị trí thoáng, không ẩm ướt.- Không đặt máy trong nhà khi vận hành nhằm tránh bị ngộ độc khí thải.- Khi lắp đặt máy, nên nối các thiết bị cần sử dụng trực tiếp với nguồn điện của máy phát. Vì như vậy, có thể hạn chế được lượng tải sử dụng không vượt quá công suất của máy, tránh hiện tượng bị quá tải dẫn đến cháy đầu phát điện. Đồng thời, nhất thiết phải lắp thêm cầu dao đảo nguồn điện hay tủ chuyển nguồn tự động (ATS), tránh cho máy bị "xông điện" khi điện lưới có trở lại đột ngột.- Nên chọn mua máy có thời gian hoạt động liên tục dài, vì thời gian cúp điện ở nước ta thông thường từ vài giờ đến nửa ngày.- Một vấn đề nữa cũng đáng quan tâm, đó là máy phát điện thường gây tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến gia đình có trẻ nhỏ và khu vực xung quanh. Hiện đã có một số loại có hệ thống giảm thanh khắc phục điều này, bạn nên chú ý để chọn mua.*Theo ý kiến của các chuyên gia về máy phát điện thì sản phẩm được tiêu thụ nhiều nhất là loại máy phát điện được nhập khẩu các thiết bị chính, một số linh kiện phụ được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam. Ưu điểm là giá thành hợp lý nhưng chất lượng vẫn đảm bảo không thua kém nhiều so với hàng nhập khẩu từ nuớc ngoài. Chọn nguồn gốc máy phát điện: Một số nhãn hiệu động cơ phổ biến của G7: CUMMINS, CATERPILAR, MTU- DETROIT, JOHN DEERE: Mỹ MTU-DETROIT, MAN, DEUTZ, STEYR: Đức, Áo JOHN DEERE: Pháp MITSUBISHI, KOMATSU: Nhật IVECO: Ý Một số nhãn hiệu động cơ sản xuất ở các nước phát triển: DEAWOO, HUYNDAI: Hàn Quốc MMZ : Belarus Các nhãn hiệu của các hãng lớn sản xuất nhượng quyền ở các nước đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Thỗ Nhĩ Kỳ… CUMMINS, PERKINS, DEUTZ, STEYR 3.2 Tính toán chọn máy phát điện dự phòng đối với dãy nhà D các tải cần cấp nguồn khi mất điện như : các phòng hành chính tầng trệt , thang máy , máy bơm nước chữa cháy , đèn hành lang . theo tính toán phụ tải ở trên ta có công suất của các thiết bị như sau: phòng tổ chức hành chính := 4937,6 W Phòng đào tạo : =3217,6 W Phòng quản lí trang thiết bị: =3635,2 W Phòng kế toán : =3635,2 W Phòng quản lí học sinh sinh viên; = 4680W Phòng quản lí khoa học công nghệ: =3635,2 W Phòng đào tạo thường xuyên : =3635,2 W công suất của 7 phòng là : P=4937,6+3217,6+3217,6+3635,2+4680+3635,2+3635,2=26958,4 W -Sau khi tính toán thang máy phục vụ cho tòa nhà , ta chọn thang máy của hãng PTE - Có các thông số sau : Khả năng tải :1000kg Kích thước : 1 x 2,3 x 3 m Xuất sứ : liên doanh. Công suất tiêu thụ : 7 Kw Tốc độ lên xuống: 60 (m/ph) -Chọn công suất cho tải động cơ bơm nước : Hãng sản xuất ;PENTAX Lưu lượng nước (m3/h):72 Sức hút tối đa (m):18 Công suất (w) 3000 Công suất tính toán chiếu sáng hành lang ; W khi đưa vào tù chiếu sáng thì =0,8 do dó W Sau khi có công suất của các tải cần cấp nguồn (KW) , ta quy đổi ra công suất biểu kiến (KVA). Các hệ số công suất tương ứng với các thiết bị tải như sau: (theo tài liệu www tailieu.vn) Loại tải Hệ số cos -Mô tơ, máy lạnh, tủ lạnh, chiller: 0.8 -Đèn huỳnh quang, máy tính 0.4 -Điện trở hoặc đèn dây tóc: 1.0 Ta có công suất biều kiến của phụ tải : Công suất cần cấp nguồn cho thang máy là S=4.7000/0.8=35000 VA Công suất cần cấp nguồn cho máy bơm nướcchữa cháy là :S=2.3000/0.8=7500 VA Công suất biểu kiến của các phòng hành chính là : P= 26958,4 W Do tải tiêu thụ của các phòng dều là đèn huỳnh quang và các thiết bị khác như máy tính, máy in ,máy photo …nên theo bảng hệ số cos trên ta chọn hệ số cos=0,4 Công suất biểu kiến S26958,4/0,4=67396 W Tổng công suất cần thiết để cấp nguồn dự phòng là : S= S+ S+: P+ S=35000+7500+26958,4+67396=136854,4 VA =136,8 KVA Chọn máy phát điện mới 100%:Chọn máy phát điện mới với hệ số an toàn khoản 1.1, nghĩa là chọn công suất máy phát điện bằng cách nhân công suất tải với hệ số an toàn.S=136,8 .1,1=150 KVA Kết luận : chọn máy biến áp mới 100% có công suất là 150KVA 3 CHỌN VỊ TRÍ LẮP ĐẶT TRẠM: Địa điểm lắp đặt tốt nhất là ở trung tâm phụ tải , tại vị trí khô ráo an toàn . ngoài ra cũng xem xét thêm các yếu tố về mỹ quan giao thông vv… cách xác định tâm phụ tải mục đích của việc xác định tâm phụ tải là : Chọn vị trí để đặt trạm biến áp cho xí nghiệp , nhà máy , phân xưởng Chọn vị trí để đặt tủ điện trong phân xưởng Công thức xác định tọa độ của tâm phụ tải là: Tọa độ X X= (m) Tọa độ Y Y= (m) Trong đó : P: là công suất tải thứ i (KW) hoặc (KVA) X: là tọa độ của tải thứ i theo trục hoành (m) Y: là tọa độ của tải thứ i theo trục tung (m) Để chọn vị trí lắp đặt trạm cho dãy nhà D thì ta đặt trạm gần gần đường dây mạng trung áp . khoảng cách từ trạm vào công trình là 50m. Theo tài liệu 1 trang 59 ta chọn Máy biến áp ba pha hai dây quấn do Việt Nam chế tạo ( THIBIDI) có công suất là :S KVA cấp điện áp 22 KVKV tổ đấu dây Dòng định mức I A Dòng định mức I A Kích thước : 870 (mm) 3.1 các bảo vệ trạm Mục tiêu bảo vệ trong nhành điện là nhằm đảm bảo an toàn cho người bảo vệ chống những mối nguy hiểm hoặc phá hỏng tài sản , nhà máy thiết bị . Bảo vệ người và chống lại sự nguy hiểm do quá điện áp , điện giật , cháy nổ vv… Bảo vệ cá thiết bị và các thành phần khác trong hệ thống điện , chống lại sự nguy hiểm do do ngắn mạch , sét đánh và không ổn định của hệ thống vv… Bảo vệ người và nhà máy không bị nguy hiểm do vận hành sai hệ thống bằng cách sử dụng khóa lien động bằng cơ tay hay điện. 3.1.1 Bảo vệ chống điện giật và quá áp . Bảo vệ chống điện giât do chạm điện trực tiếp hoặc gián tiếp Bảo vệ chống điện giật do chạm trực tiếp Biện pháp chủ yếu chống chạm trực tiếp là dặt tất cả các phần dẫn điện trong vỏ bọc cách điện , hoặc ngoài tầm với ( đặt sau rào chắn cách điện hoặc trên cao) hoặc dùng vật chắn Vỏ kim loại của máy biến áp hoặc thiết bị điện được nối vào dây nối đất bảo vệ Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp Hạn chế dòng chạm đất phía trung thế Giảm điện trở nối dất trạm xuống giá trị nhỏ nhất có thể Tạo điều kiện đẳng thế ở trạm và lưới hạ thế Bảo vệ chống quá điện áp Bảo vệ quá điện áp do hư hỏng cách điện phía trung thế làm xuất hiện điện áp phía thứ cấp bằng rơle quá áp ( over voltage relay –OVR) Bảo vệ quá điện áp khí quyển do sét lan truyền vào trạm đối với đường dây trung thế trên không bằng chống sét van ( suge arrester) 3.2 Bảo vệ điện 3.2.1 Bảo vệ quá tải Quá tải máy biến áp thường là do nhu cầu ngẫu nhiên của một số phụ tải , do sự gia tăng nhu cầu phụ tải của mạng , do mở rộng công trình . sự tăng tải làm tăng làm tăng nhiệt độ của máy biến áp làm giảm tuổi thọ . thiết bị chống quá tải thường đặt phía sau trạm biến áp khách hàng , nhưng thường đặt trước trạm biến áp công cộng. Bảo vệ quá tải máy biến áp được thực hiện bằng cách sử dụng rơle quá tải có trễ . bảo vệ này sẽ tác động cắt mạch phái đầu ra của máy biến áp . thời gian tễ này nhằm đảm bảo không cắt nhầm MBA trong trường hợp quá tải ngắn hạn Ngoài ra còn có bảo vệ sự cố bên trong MBA 3.1.2 Bảo vệ ngắn mạch Ngắn mạch có thể xảy ra giữa các dây pha , pha-đất , hoặc ba pha . sự cố ngắn mạch cuộn sơ cấp thứ cấp sẽ tạo thành dạng ngắn mạch chạm đất Bảo vệ ngắn mạch thường dùng CB đầu ra MBA , máy cắt hay cầu chì , hay FCO phía trung áp . dùng hệ thống bảo vệ rơle( EFR-Earth Fault Relay). 3.1.3 Chọn thiết bị bảo vệ a) Chọn thiết bị bảo vệ phía trước bảo vệ bắng cầu chì : khi chọn cầu chì cần thực hiện theo hai trị số dòng điện sau; Dòng chuẩn , giá trị này được xem là dòng định mức của MBA Dòng ngắn mạch 3 pha nhỏ nhất tại vị trí lắp cầu chì khi dòng chuẩn <45A , chỉ có 1 MBA có thể thực hiện bảo vệ cầu chì mối quan hệ giữa dòng chuẩn ,dòng định mức của cầu chì I, và dòng ngắn mạch sơ cấp MBA được xét theo tiêu chuẩn quốc gia và có quan hệ như sau: khi trạm chỉ có 1 MBA , dòng định mức của cầu chì Iphải thõa mãn quan hệ như sau: I>1,4I và I< I Trong đó : I: là dòng định mức của cầu chì I: là dòng định mức của MBA I: là dòng nhỏ nhất phái sơ cấp khi có ngắn mạch cuộn thứ cấp Như vậy theo bảng 3-7 tài liệu 2 trang 3-6 ta chọn dòng định mức của cầu chì bảo vệ MBA là 16 A theo tiêu chuẩn IEC-282-1 với điện áp định mức lưới là 22 KV b) bảo vệ bằng máy cắt khi trạm được cấp nguồn thông qua một máy cắt trung áp , thì ta cần đảm bảo ( sự cố ngắn mạch hoặc quá tải… ) trong mạch hạ áp sẽ không làm các rơle bảo vệ phía nguồn tác động nhầm. 3.1.4 Chọn thiết bị bảo vệ phía sau MBA Thiết bị bảo vệ là máy cắt hạ thế ( CB) hoặc cầu chì cầu dao đặt sau MBA phải tuân thủ các yêu cầu sau :( IEC -364). Phải có dao cách ly ( nhằm đảm bảo an toàn cho người ) , dao này có tiếp điểm khi mở ra tạo khoảng hở có thể nhìn thấy một cách rõ ràng Có dòng định mức phù hợp với dóng ngắn mạch 3 pha phái thứ cấp . Có số cực phù hợp với dòng ngắn mạch 3 pha phía thứ cấp . Có số cực phù hợp với kiểu sơ đồ nối đất dây trung tính 4.Dụng cụ đo lường điện Chỉ lắp đặt công tơ điện tại các trạm biến áp có nhu cầu kiểm tra tổn thất điện năng Và tại các lộ , mà ở đó có giao dịch mua bán trực tiếp . Việc đo đếm điện năng bằng công tơ điện được thực hiện gián tiếp qua máy biến dòng điện (CT-Current Tranformer) Khi kiểm tra điện áp và dòng điện thì sử dụng đồng hồ đo Vôn (V ) và Ampe (A) Máy biến dòng điện , công tơ điện được đặt trong tủ phân phối hạ áp cùng với CB tổng Tra bảng 3-8 tài liệu 2 trang 3-7 ta có một số thiết bị chính của trạm 180 KVA như sau: Máy biến áp : 180KVA Cầu chì tự rơi; FCO-22 (số lượng 3) Chống sét van LA-22 ( số lượng 3) Tủ điện 0,8 CB 3 pha tổng 300 Cầu chì 3pha 3 (số lượng 24) CT- biến dòng 300/5A (số lượng 3) Dây dẫn : A-50 mm Dây nối 1kV M70 Cáp hạ thế 1kV M3 mm Cáp ra hạ áp 1 kv M3 mm Sơ dồ nguyên lý của trạm biến áp SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP PHẦN 2 : PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 1) Nguồn cung cấp Trong hệ thống cung cấp điện nói chung có quan hệ mật thiết với phụ tải , cấp điện áp , sơ đồ cung cấp điện , bảo vệ , tự động hóa và chế dộ vận hành . Do đó phải xem xét toàn diện khi xác định nguồn điện . khi có nhiều phương án thì việc chọn nguồn điện phải dựa trên cơ sở tính toán và so sánh kinh tế kĩ thuật . Tùy theo quy mô của hệ thống cung cấp điện và nguồn điện có thể là : nhà máy nhiệt điện , thủy điện trạm phát diezen, trạm biến áp khu vực ,trạm biến áp trung gian hoặc các trạm phân phối và trạm biến áp phân xưởng . Do đây là công trình cao tầng , điện áp cung cấp cho phụ tải là 400/220 V , trạm biến áp lấy điện từ lưới điện 22KV. Vì vậy để phù hợp với thực tế ta chọn máy biến áp có cấp điện áp 22KV/0,4KV. 2 ) phương án đi dây trong tòa nhà dãy D Với sự bố trí các phụ tải trong phòng học và giảng đường ta chọn sơ đồ đi dây dạng tia và dạng phân nhánh Dạng tia : Ưu diểm : nối dây rõ ràng , mỗi tủ có một đường dây riêng . nếu có sự mất điện thì chỉ có ở đó tác động , các tủ khác không ảnh hưởng . độ tin cậy tương đối cao , dễ dàng tự động hóa diều khiển cũng như sữa chữa Nhược điểm : tốn nhiều dây dẫn áp dụng cho mạng tủ phân phối và phân xưởng B) dạng phân nhánh Ưu điểm: rẻ tiền Nhược điểm : các tầng , các phòng phụ thuộc lẫn nhau , không đảm bảo cung cấp điện lien tục Sau khi xác định xong vị trí đặt các tủ động lực và các tủ phân phối , ta tiến hành vẽ sơ đồ đi dây : các thiết bị có công suất lớn thì đi dây riêng các thiết bị có công suất vừa và nhỏ đặt gần nhau thì có thể đi liên thông với nhau . PHẦN 3 : CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ : 1) Cơ sỡ lí thuyết trong điều kiện vận hành của các khí cụ điện , sứ cách điện và các bộ phận cách điện khác có thể ở một trong ba chế độ sau : chế độ làm việc lâu dài , chế độ làm việc quá tải , chế độ làm việc ngắn mạch . Chế độ làm việc lâu dài : các khí cụ điện , sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo dung điện áp định mức . Chế độ làm việc quá tải : trong chế độ làm việc quá tải dòng điện qua khí cụ điện , sứ cách điện và bộ phận dây dẫn điện khác sẽ sẽ có trị số lớn hơn giá trị định mức . sự làm việc tin cậy của các phần tử trên được đảm bảo bằng các quy định giá trị và thời gian điện áp hay dòng điện tăng cao mà không vượt quá giá trị cho phép . Chế độ làm việc ngắn mạch : trong tình trạng ngắn mạch , các khí cụ điện , sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác vẫn đảm bảo làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt . Ngoài ra , còn chú ý đến vị trí dặt thiết bị , nhiệt độ mối trường xung quanh . mức độ ẩm ướt , mức độ ô nhiễm vv… 2) Tính toán khí cụ bảo vệ và dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối : Chọn áptômat (CB) Theo kết quả tính toán của phụ tải củ dãy nhà D Phụ tải của toàn phân xưởng là : S KVA Dòng điện tính toán của phụ tải là : I KA=251,6 A Theo tiêu chuẩn IEC ta có : II II.1,15=251,6.1,15=289,34 A Tra bảng báo giá thiết bị đóng cắt của MITSUBISHI ta chọn MCCB 4P có mã là NF400-SW có dòng định mức là 300A . b) chọn dây dẫn : nguồn điện đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây với UV , ta chọn phương án đi dây cáp ngầm . với phương án đi dây ngầm ta cần xác định hệ số : K K=K.K.K.K Trong đó - K: Là thể hiện của cách lắp đặt Ta chọn phương án đi dây ngầm trong ống PVC chon dưới đất . theo IEC ( bảng H1-19 trang H1-31 tài liệu 3) chọn K=0,8 K: Thể hiện ảnh hưởng của số đặt kề nhau Các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn hai lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây theo IEC (bảng H1-20 trang H1-31tài liệu 3) chọn hệ số K=1 K: thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp . vì chôn cáp trong đất khô nên theo IEC (bảng H1-21 trang H1-31 tài liệu 1 )chọn hệ số K =1 K: thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ của đất . Do nhiệt độ trong đất của công trình mà ta đang tính toán là 30C Theo IEC bảng H1-22 trang H1-31 ta chọn hệ số K=0,89 Vậy hệ số xác định : K=K.K.K.K=0,8.1.1.0,89=0,71 Từ đó ta tính được : I A Từ kết quả tính được như trên , tra catalogue dây CADIVI ta chọn tiết diện dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối là dây ruột đồng CV có số lõi là 4 có tiết diện 200 mm. 3) chọn thanh dẫn Dòng điện tính toán của toàn công trình là : I KA=251,6 A Chọn thanh dẫn theo các yêu cầu như sau: Mật độ dòng F= mm Trong đó :J: mật độ dòng kinh tế của thanh dẫn ( A/mm) I:dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn (A) Với T=5000 giờ/năm , và sử dụng loại dây trần và thanh cái bằng đồng theo IEC ta chọn J=1,8 A/mm F== mm Tra bảng 8-17 trang 56 tài liệu 1 ta chọn thanh dẫn có tiết diện F=40.4=160 mm Phần : chọn khí cụ và thiết bị bảo vệ và dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ 1) tủ phân phối tầng trệt a) chọn áptomat (CB) P=62470,4 W Công suất biểu kiến : S=VA Dòng điện dịnh mức của tầng trệt là : I A Tra bang giá catalogue thiết bị đóng ngắt của MITSHBISHI ta chọn CB 4 cực mã là NF-125 SW có dòng định mức là 125A . b) Chọn dây dẫn Nguồn điện đi từ tủ chính đến tủ điện tầng trệt với điện áp là 380 V Chọn phương án di dây âm tường theo phươn án đi dây này ta cần xác định các hệ số: K=K.K.K Trong đó hệ số hiệu chỉnh - K :thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt phương ở đây là các ống dây được đặt trong vật liệu cách điện chịu nhiệt theo IEC ta chọn K=0,77 (bảng H1-13 trang H1-24 tài liệu 3) -K:thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau Hệ số K thể hiện ảnh hưởng của số lượng dây đặt kề nhau . hai mạch được coi là kề nhau khi khoảng cách L giữa hai dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên. Khi số hàng cáp nhiều hơn 1, Kcần nhân với các hệ số sau: 2 hàng :0,8 3 hàng :0,73 4 hàng hoặc 5 hàng :0,7. Theo IEC dùng cáp 3 pha 4 lõi lắp trong tường ta chọn K0,75(Tra bảng H1-14 trang H1-25 tài liệu 3) KThể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện Theo IEC ta có nhiệt độ của công trình là 30C cáh điện PVC do dó ta chọn K ( tra bảng H1-15 trang H1-26 tài liệu 3) Vậy hệ số: K=K.K.K=0,77.0,75.1=0,58 Từ đó ta tính được :I A Từ kết quả tính toán trên ta tra bảng 8.8 trang 49 tài liệu 1 ta chọn dây cáp điện lực hạ áp cáh điện và có vỏ PVC loại 4 lõi đồng có tiết diện dây là 120 mm có khả chụi dòng tải là 228 A 2) tủ phân phối tầng 1 Do các tầng 1,2,3,4,5,6đều có tải tiêu thụ bắng nhau , công suất bằng nahu do đó ta chỉ chọn CB và dây dẫn cho tầng 1 các tầng còn lại tương tự a) chọn ap1tomat (CB) công suất tiêu thụ của tầng 1 : P13543,4 W Công suất biểu kiến của tầng 1: S= VA Dòng định mức của tầng 1 : U=380 V I A Tra bảng giá các thiết bị đóng cắt mitsubishi ta chọn CB 3P mã là NF-63 SW với dòng định mức của CB là 32A b) chọn dây dẫn cho tầng 1,2,3,4,5,6 ( các tầng này có cùng công suất tiêu thụ) Nguồn điện đi từ tủ chính đến tủ điện tầng trệt với điện áp là 380V Ta chọn phương án di dây âm tường Theo phươn án đi dây này ta cần xác định các hệ số: K=K.K.K * Trong đó hệ số hiệu chỉnh K :thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt phương ở đây là các ống dây được đặt trong vật liệu cách điện chịu nhiệt theo IEC ta chọn K=0,77 (bảng H1-13 trang H1-24 tài liệu 3) K:thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau Hệ số K thể hiện ảnh hưởng của số lượng dây đặt kề nhau . hai mạch được coi là kề nhau khi khoảng cách L giữa hai dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên. Khi số hàng cáp nhiều hơn 1, Kcần nhân với các hệ số sau: 2 hàng :0,8 3 hàng :0,73 4 hàng hoặc 5 hàng :0,7. Theo IEC dùng cáp 1 pha 3 lõi lắp trong tường ta chọn K0,79(Tra bảng H1-14 trang H1-25 tài liệu 3) KThể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện Theo IEC ta có nhiệt độ của công trình là 30C cáh điện PVC do dó ta chọn K ( tra bảng H1-15 trang H1-26 tài liệu 3) Vậy hệ số: K=K.K.K=0,77.0,79.1=0,6 Từ đó ta tính được :I A Ta chọn dây cáp điện lực hạ áp cáh điện vỏ PVC có tiết diện dây 14 mmsố sợi 7/1,6mm( theo bảng 8.9 trang 50 tài liệu 1) có khả năng chịu dòng tải là 62 A 3) tủ phân phối tầng 7 a) chọn aptomat (CB) công suất tiêu thụ của t : P32201,6 W Công suất biểu kiến của tầng 7: S= VA Dòng định mức của tầng 7 U=380 V I A Tra bảng giá các thiết bị đóng cắt mitsubishi ta chọn CB 3P mã là NF-63 SW với dòng định mức của CB là 63A b) Chọn dây dẫn cho tầng 7 Nguồn điện đi từ tủ chính đến tủ điện tầng trệt với điện áp là 220 V -Ta chọn phương án di dây âm tường -Theo phươn án đi dây này ta cần xác định các hệ số: K=K.K.K trong đó hệ số hiệu chỉnh - K :thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt phương ở đây là các ống dây được đặt trong vật liệu cách điện chịu nhiệt theo IEC ta chọn K=0,77 (bảng H1-13 trang H1-24 tài liệu 3) -K:thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau Hệ số K thể hiện ảnh hưởng của số lượng dây đặt kề nhau . hai mạch được coi là kề nhau khi khoảng cách L giữa hai dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên. Khi số hàng cáp nhiều hơn 1, Kcần nhân với các hệ số sau: 2 hàng :0,8 3 hàng :0,73 4 hàng hoặc 5 hàng :0,7. Theo IEC dùng cáp 1 pha 3 lõi lắp trong tường ta chọn K0,79(Tra bảng H1-14 trang H1-25 tài liệu 3) KThể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện Theo IEC ta có nhiệt độ của công trình là 30C cáh điện PVC do dó ta chọn K ( tra bảng H1-15 trang H1-26 tài liệu 3) Vậy hệ số: K=K.K.K=0,77.0,79.1=0,6 Từ đó ta tính được :I A Ta chọn dây cáp điện lực hạ áp cách điện có vỏ bọc PVC loại 3 lõi đồng có tiết diện 38mm, số sợi 7/2,6mm ( theo bảng 8.9 trang 50 tài liệu 1) có khả năng chịu dòng tải là 113 A 4 . Tính toán tủ phân phối cho các phòng chức năng: 4.1 Chọn CB cho phòng 70 chỗ: - Công suất tiêu thụ : P=1525 W Công suất biểu kiến của phòng 70 chỗ: S= VA Dòng định mức của phòng 70 chỗ do tải tiêu thụ của là tải 1 pha nên U=220 V I 8,155A Ta chọn CB 1P NF32-CS với định mức là 10A. Tra bảng 8.15/55 tài liệu 1 dây điện bọc PVC loại dây đồng lõi mềm nhiều sợi ta chọn dây có tiết diện1mmsố sợi 32/0,2 (n/mm) 4.2 Chọn CB cho giảng đường 200 chỗ: Công suất tiêu thụ : P=2166,4W Công suất biểu kiến của phòng 200 chỗ: S= VA Dòng định mức của phòng 200 chỗ do tải tiêu thụ của là tải 1 pha nên U=220 V I 11,58A Ta chọn CB 1P NF32-CS với định mức là 15A. Tra bảng 8.15/55 tài liệu 1 dây điện bọc PVC loại dây đồng lõi mềm nhiều sợi ta chọn Chọn dây có tiết diện 1,5 mmcó số sợi là 30/0,25 (n/mm) 4.3 Chọn CB cho giảng đường 300 chỗ: Công suất tiêu thụ : P=4824W Công suất biểu kiến của phòng 200 chỗ: S= VA Dòng định mức của phòng 200 chỗ do tải tiêu thụ của là tải 1 pha nên U=220 V I 25,A Ta chọn CB 1P NF32-CS với định mức là 25A. Ta chọn dây điện bọc nhựa PVC loại dây đồng lõi mềm nhiều sợi có tiết diện S=2,5 mm số sợi 50/0,25 mm 4.4 chon CB cho các phòng hành chính tầng trệt stt Tên phòng Công suất tải P (W) Công suất tính toán S (VA) Điện áp (V) Dòng định mức (A) Loại CB (A) 1 Phòng hành chính 4937,6 5808,94 220 25 NF63-CS (25A) 2 Phòng đào tạo 6217,6 7314,8 220 33,2 NF63-CS (35A) 3 Phòng quản lí trang thiết bị 3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS (20A) 4 Phòng tài chính kế toán 3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS (20A) 5 Phòng công tác hs-sv 4680 5505,9 220 25 NF63-CS (25) 6 Phòng quảng lí KHCN 3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS (20A) 7 Phòng đào tạo thường xuyên 3635,2 4276,7 220 19,4 NF63-CS (20A) Chọn dây dẫn cho các phòng : Theo lý thuyết thì mỗi phòngcó công suất khác nhau sẽ cần một cỡ dây khác nhau. Việc chọn từng cỡ dây riêng cho từng phòng như vậy có ưu điểm là tiết kiệm được chi phí dây dẫn, nhưng lại rất phức tạp cho việc mua dây cũng như đi dây, sự phức tạp này nhiều khi cũng rất tốn kém. Vì vậy, ta có thể chọn một cỡ dây. tính chọn dây cho phòng có công suất lớn nhất và dùng chung cho tất cả các phòng còn lại . Tra bảng 8.15/55 theo tài liệu 1 ta chọn dây có tiết diện là 2,5 mmCông suất sử dụng ở các ổ cắm thường không cố định, không biết trước chắc chắn, vì đôi khi có hai hay nhiều thiết bị sử dụng chung một ổ cắm, do đó, để bảm bảo, người dùng nên chọn dây cho ổ cắm hơn một cấp so với cỡ dây dự định dùng chung cho tất cả các thiết bị. CHƯƠNG V TÍNH TOÁN TIẾP ĐỊA CHO TÒA NHÀ 1) TỔNG QUANG VỀ SÉT I - Sét và quá trình phóng điện của sét Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và mặt đất hay giữa các đám mây tích điện với nhau. Sự phóng điện của sét chia làm 3 giai đoạn: Sự phóng điện giữa đám mây và mặt đất bắt đầu bằng sự xuất hiện một dòng sáng phát triển xuống mặt đất theo từng đợt với tốc độ 100 – 1000 km/gây. Dòng này mang phần lớn điện tích của đám mây, tạo trên đầu cực của nó điện thế hàng triệu vôn. Giai đoạn này gọi là giai đọn phóng tia tiên đạo. Khi dòng tiên đạo vừa phát triển xuống mặt đấtthì gia đoạn thứ hai bắt đầu, đó là giai đoạn phóng điện chủ đạo của sét. Trong giai đoạn này các điện tích dương phía dưới mặt đấtdi chuyển từ hướng mặt đất theo tia tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 – 105 km/gy) chạy lên trung hòa các điện tích âm của dòng tiên đạo. Sự phóng điện chủ yếu được đặc trưng bởi dóng điện lớn gọi là dòng điện sét và sự lóe sang (chớp) mãnh liệt của dòng phóng điện. Không khí trong vùng được đốt nóng đến hàng vạn độ và giãn nở rất nhanh tạo thành dòng âm thanh (sấm). ở giai đoạn phóng điện thứ ba sẽ kết thúc sự di chuyển điện tích của các đám mây, quá trình phóng điện và lóe sang dần dần biến mất. II - tác hại của sét Đặt vấn đề sét là hiện tượng tự nhiên, có thể gây ra thiệt hại lớn cho người về kinh tế. Việc nghiên cứu tác hại và làm giảm thiểu tác hại do sét gây ra được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, đặc biệt ở lĩnh vực điện. Với đặc thù riêng, hầu hết các công trình gồm đường dây và trạm biến áp đều được xây dựng ngoài trời, kết cấu bằng kim loại và có chiều cao lớn, là một trong những nguy hiểm tăng nguy cơ tiềm tang gây ra sự cố bất khả kháng do sét. Sét đánh vào đường dây gây vỡ sứ và đứt dây, đồng thời lan truyền vào trạm biến áp gây hỏng hóc các thiết bị chủ yếu là máy biến áp, làm giám đoạn cung cấp điện và thiệt hại về kinh tế do sửa chữa, ngừng trệ trong sản xuất và ảnh hưởng tới sinh hoạt cửa con người. Các thiết bị điện, đường dây tải diện, … sẽ bị hư hỏng do bị quá điện áp thiên nhiên (sát đánh trực tiếp hay gián tiếp). Trong đó tác hại của sét đánh trực tiếp là nguy hiểm nhất. Do đó phải có thiết bị bảo vệ tránh bị sét đánh trực tiếp và gián tiếp. III - Giải pháp phòng chống sét Vì vậy việc nghiên cứu để lựa chọn và áp dụng những biện pháp hạn chế tác hại của sétđối với từng khu vực, từng đối tượng cụ thề sao cho đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật là rất cần thiết không chỉ riêng ngành điện mà còn với các ngành khác. Hiện nay chùng ta sử dụng phổ biến các kiểu chống sét là: + Đối với các công trình kiến trúc kiến trúc lắp đặt các kim thu sét (cộ thu lôi). + Đối với các công rình điện (đường dây và trạm biến áp) thì sử dụng đường dây chống sét và các chống sét van. III.1. Thuật ngữ và định nghĩa: Hệ thống chống sét: toàn bộ hệ thống dây dẫn được sử dụng để bảo vệ các công trình khỏi sự tác động của sét. Bộ phận thu sét: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm mục đích hu hút sét đánh vào. Mạng nối đất: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm tiêu tán dòng điện xuống đất. Dây dẫn: bộ phận hoặc nhóm các bộ phận dẫn điện có tiếp xúc với đất và có thể truyền dòng điện xuống đất. Cực nối đất mạch vòng: cực nối đất tạo ra vòng khép kín xung quanh công trình ở trên hoặc dưới bề mặt đất, hoặc ở phía dưới ngay trong móng của công trình. Vùng bảo vệ: thể tích mà trong đó một dây dẫn sét tạo ra khả năng chống sét đánh thẳng bằng cách thu hút sét đánh vào nó. III.2. Chức năng của hệ thống chống sét: Chức năng của hệ thống thu và dẫn sét là thu hút sét đánh vào nó rồi lan truyền dòng diện do sét tạo ra xuống đất một cách an toàn, tránh sét đánh vào các kết cấu cần được bảo vệ của công trình. Phạm vi hệ thống thu và dẫn sét không cố định nhưng có thể coi là một hàm của mức độ tiêu tán dòng diện sét. III.3. Kích thước: Kích thước các bộ phận tạo thành hệ thống sét cần đảm bảo các yêu cầu trong bảng II-1 và bảng II-2 . Đô dày các tấm kim loại trên mái nhà và tạo thành một phần hệ thống chống sét cần bảo đảm yêu cầu trong bảng II-3 Bảng II-1. Vật liệu, cấu tạo và tiết diện tối thiểu của kim thu sét, dây dẫn sét, dây xuống và cọc chôn sâu dưới mặt đất. 2) CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG SÉT 3)CHỌN HỆ THỐNG CHỐNG SÉT HIỆN ĐẠI CHO TÒA NHÀ 3.1 Hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà Các thông số ban đầu : điện trở nối đất: R Tòa nhà 7 tầng được xây trên nền đất thành phố HỒ CHÍ MINH nên thuộc loại đất phù sa giả sử tại thời điểm đo hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu(m) Hệ số mùa K( đất khô) Nối đất chống sét Coc thẳng đứng 0,8 1,5 Chọn coc nối đất - Coc tiếp đất là coc thép mạ đồng có đường kính d=20mm, coc dài 3 m ,độ chôn coc t . khoảng cách giữa hai coc gần nhau L=6 m - Dây nối các coc tiếp đất là dây đồng có tiết diện 70mm. Ta tiến hành tính toán : Điện trở tản xoay chiều của một coc: R Trong đó : l là chiều dài của coc nối đất (m) ; l=3 m d: dường kính cọc tiếp đất (m) ; d=20mm=0,02 m t: độ chôn sâu cọc tính từ giữa cọc (m) t = t+ m P R= Điện trở tản xung kích : R Trong đó: : hệ số xung kích của cọc R:điện trở xoay chiều của một cọc R: điện trở xung kích của cọc Giả sử dòng sét I KA =0,7 R=. R=0,7.21,18= 14,82 Hệ thống nối đất có n cọc giống nhau ( bỏ qua điện trở dây nối dất giữa chúng ) ghép song song và cách nhau một đoạn L thì điện trở xung kích tổ hợp được tính theo công thức sau: R R: điện trở xung kích của cọc n: hệ số xung kích của tổ hợp Ước lượng sơ bộ số cọc cần dùng : N=8 Giả sử hệ thống nối đất có hai cọc nối đất , dây nối đất giữa chúng có điện trở không đáng kể, ta có các thông số sau: n=2 ; R=14,28 , tỉ số Hệ số sử dụng xung cọc n=0,8 Điện trở nối đất R Vậy số cộc cần sử dụng là 2 cọc