ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế quốc dân, nhu cầu điện không ngừng gia tăng, thêm vào việc áp dụng quy trình công nghệ tiên tiến nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, dẫn đến đời hàng loạt thiết bị máy móc đại, đòi hỏi yêu cầu chất lượng, độ tin cậy an toàn cung cấp điện …hết sức nghiêm ngặt Điều đòi hỏi hệ thống điện phải thiết kế hoàn hảo, đảm bảo cung cấp điện an toàn, chất lượng tin cậy cho hộ dùng điện mức cao Xuất phát từ yêu cầu thực tế nhu cầu cung cấp điện hộ dùng điện Việc thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng yêu cầu kỹ sư trường… Em xin chân thành cảm ơn! KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Trong trình làm đồ án, với nỗ lực thân, với bảo tận tình thầy TS TRẦN QUANG KHÁNH, em hoàn thành đồ án môn học Trong trình làm đồ án kiến thức hạn chế bên cạnh vốn kinh nghiệm tích lũy ỏi, nên đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Do em mong nhận xét, góp ý thầy cô để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Đây đề tài đặc biệt vấn đề dư luận quan tâm.Với nhu cầu chung cư ngày cao việc xây dựng khu chung cư phải kèm với việc cung cấp điện tốt ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư thuộc khu vực nội thành thành phố lớn Chung cư có N tầng Mỗi tầng có n h hộ, công suất trung bình tiêu thụ hộ với diện tích tiêu chuẩn 70 m p0sh, kW/hộ Chiều cao trung bình tầng H, m Chiếu sáng trời với tổng chiều dài lấy lần chiều cao tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là: p 0cs2 = 0,03 kW/m Nguồn điện có công suất vô lớn, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường tòa nhà L, m Toàn chung cư có ntm thang máy gồm hai loại nhỏ lớn với hệ số tiếp điện trung bình =0,6; hệ số cosφ= 0,65 Thời gian sử dụng công suất cực đại TM, h/năm; Hệ thống máy bơm gồm: Cosφ 0,70 0,78 0,75 0,75 Thời gian điện trung bình năm tf= 24h; Suất thiệt hại điện là: gth= 5500 đ/kWh; Chu kì thiết kế năm Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính P t = P0.[ 1+α(t-t0)] với suất tăng trung bình hàng năm α=4,5% P0 công suất tính toán năm t0 Hệ số chiết khấu i=0,1 Giá thành tổn thất điện năng: c ∆=1000 đ/kWh; Giá mua điện gm=500 đ/kWh; Giá bán điện trung bình gb= 860 đ/kWh Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Các kiện thiết kế lấy bảng ứng với chữ đầu cuả họ, tên tên đệm người thiết kế Tầng nh theo diện tích Thang máy Trạm bơm 70 100 120 Nhỏ Lớn Cấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa H, m TM, h N L, m 22 2x7,5 2x16 1x30+6x5,6 2x7,5 2x4,5 12 3,7 4370 67 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Loại bơm Sinh hoạt Thoát nước Bể bơi Cứu hỏa Tham số khác KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN TT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG I TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 1.1 Phụ tải sinh hoạt Trước hết ta xác định mô hình dự báo phụ tải, coi sở năm t0 = 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng: Pt = P0[1+α(t-t0)] = P0[ + αt] Trong đó: P0 phụ tải năm sở t0 α suất tăng phụ tải hàng năm, α = 4,5% = 0,045 Theo số liệu thiết kế ta có: Tổng số hộ tầng là: nh.t = 3+2+4 = hộ Tổng số hộ chung cư là: Nhộ = N x nh.t = 22x9 = 198 hộ Chung cư thuộc khu vực nội thành thành thành phố lớn, suất tiêu thụ trung bình hộ gia đình sử dụng bếp ga, tra bảng 10 pl[1] ta có: P0 = 1,62 kW/hộ Suất phụ tải hộ gia đình năm chu kì thiết kế tính bảng sau: Phụ thuộc vào mức độ trang thiết bị gia dụng, phụ tải hộ phân chia thành loại: Loại có trang bị cao, loại trung bình loại trang bị thấp Tuy nhiên, thành phần phụ tải điện dùng nấu bếp chiếm tỷ trọng lớn cấu phụ tải hộ gia đình, nên người ta phân biệt hộ chủ yếu theo trang bị nhà bếp: Dùng bếp nấu điện, bếp nấu ga bếp dùng hỗn hợp (vừa dùng ga, vừa dùng điện) Phụ tải khu vực chung cư xác định theo biểu thức: N Psh = k cc k đt P0 ∑ ni k hi i=0 Trong đó: P0 N ni Fi kcc suất tiêu thụ trung bình hộ, tra bảng 10.pl [1] số nhóm hộ có diện tích số lượng hộ loại i (có diện tích nhau) hệ số hiệu chỉnh hộ loại i có diện tích giá trị tiêu chuẩn Ftc ( tăng thêm 1% cho m2 tiêu chuẩn): diện tích nhà loại i, m2; hệ số tính đến phụ tải dịch vụ chiếu sáng chung (lấy kcc=1,05) KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH 1,62 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN T, năm P0.i , kW/hộ 1,2756 1,3224 1,3729 1,4273 1,4862 1,5502 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số hộ, lấy theo bảng 1.pl[1] Xác định hệ số đồng thời kđt : Vì số hộ gia đình : hộ (Với ) Từ bảng 1.pl[1] số hộ 198 hộ bảng số liệu, sử dụng phương pháp nội suy để tìm hệ số đồng thời Với diện tích tiêu chuẩn 70 m2 , Vậy phụ tải sinh hoạt chung cư là: Tính toán riêng cho tầng: Số hộ tầng là: N1 = 3+2+4 = hộ nên Ta có: 1.2 Phụ tải động lực Phụ tải động lực khu chung cư bao gồm phụ tải thiết bị dịch vụ vệ sinh kỹ thuật thang máy, máy bơm nước Phụ tải tính toán thiết bị động lực khu chung cư xác định theo biểu thức sau: Trong đó: Pđl công suất tính toán phụ tải động lực, kW knc.đl hệ số nhu cầu phụ tải động lực, thường lấy 0,9 Ptm∑ công suất tính toán thang máy Pvs.kt công suất tính toán thiết bị vệ sinh-kỹ thuật 1.2.1 Công suất tính toán thang máy KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Với hộ sử dụng bếp gas hệ số công suất cosφ=0,96 tgφ=0,29 (tra bảng 9.pl[1]) Công suất phản kháng tính toán tầng GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Công suất tác dụng tính toán tầng ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Trong đó: knc.tm hệ số nhu cầu thang máy, xác định theo bảng 2.pl[1] nct số lượng thang máy Ptmi công suất thang máy thứ i, kW Do thang máy làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất chúng quy chế độ dài hạn theo biểu thức: Trong đó: Pn.tm công suất định mức động thang máy, kW ε hệ số tiếp điện thang máy Mà chung cư thiết kế có thang máy lớn thang máy nhỏ, công suất định mức tương ứng thang máy là: 2.7,5 2.16 Công suất tính toán quy đổi dài hạn là: Loại thang máy nhỏ: Loại thang máy lớn: Tra bảng 9.pl[1] hệ số công suất thang máy cosφ=0,65 tgφ=1,17 Suy ra: Công suất phản kháng thang máy là: 1.2.2 Công suất tính toán thiết bị vệ sinh-kỹ thuật Các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật gồm: động bơm nước, máy quạt thiết bị khác Công suất tính toán thiết bị vệ sinh-kỹ thuật xác định theo biểu thức: Trong đó: knc.vs hệ số nhu cầu thiết bị vệ sinh-kỹ thuật, tra bảng 3.pl[1] KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Thay số ta GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tra bảng 2.pl[1] hệ số nhu cầu thang máy ứng với số tầng 22 số thang máy là: knc.tm=1 Công suất tính toán thang máy là: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH nvs tổng số lượng thiết bị vệ sinh-kỹ thuật( số lượng bơm) Pvs.i công suất thiết bị vệ sinh-kỹ thuật thứ i ( công suất bơm thứ i) Theo đề ta có bảng số liệu: Công suất(kW) 30 5,6 7,5 4,5 12 Tổng cộng 63,6 15 12 Trong thiết kế tổng số thiết bị vệ sinh-kỹ thuật 12, ứng với nhóm chức bảng Ta tính toán cho nhóm a Nhóm trạm bơm cấp nước sinh hoạt Ta có n1=7 nên hệ số nhu cầu knc.vs1=0,7667 Khi đó: Pvs.1= 0,7667.63,6 =48,7621 kW Với cosφ1=0,70 nên tgφ1=1,02 Suy ra: Qvs.1= Pvs.1.tgφ1 = 49,7373 kVAr b Nhóm trạm bơm thoát nước Ta có n2=2 nên hệ số nhu cầu knc.vs2=1 Khi đó: Pvs2=1.15=15 kW Với cosφ2=0,78 nên tgφ2=0,8023 Suy ra: Qvs.2= Pvs.2.tgφ2=12,0345 kVAr c Nhóm trạm bơm bể bơi Ta có: n3=2 nên hệ số nhu cầu knc.vs3=1 Khi đó: Pvs.3= =9 kW Với cosφ3=0,75 nên tgφ3=0,8819 Suy ra: Qvs.3= Pvs.3.tgφ3 =7,9371 kVAr d Nhóm trạm bơm cứu hỏa Ta có: n4=1 nên hệ số nhu cầu knc.vs4=1 Khi đó: Pvs.4=1.12=12 kW Với cosφ4=0,75 nên tgφ4=0,8819 Suy ra: Qvs.4= Pvs.4.tgφ4 = 10,5828 kVAr Như công suất tính toán thiết bị vệ sinh-kỹ thuật là: Theo bảng 4.pl ta có hệ số nhu cầu vệ sinh nhóm thiết bị vệ sinh-kỹ thuật Khi đó: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Số lượng 2 12 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Loại trạm bơm Trạm bơm cấp nước sinh hoạt Trạm bơm thoát Trạm bơm bể bơi Trạm bơm cứu hỏa Tổng cộng ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tra bảng 9.pl[1] ta có hệ số công suất thiết bị động lực cosφ=0,8 tgφ=0,75 Suy ra: 1.2.3 Tính toán công suất cho phụ tải động lực Công suất tính toán cho phụ tải động lực là: Hệ số công suất phụ tải động lực là: Với p0cs2=0,03 kW/m 1.4 Tổng hợp phụ tải Từ kết ta có bảng công suất tính toán cho nhóm phụ tải: Nhóm phụ tải Ptt (kW) Phụ tải sinh hoạt 134,7432 Phụ tải động lực 92,2982 Phụ tải chiếu sáng 12,21 Suy ra: Công suất tính toán cho phụ tải sinh hoạt phụ tải chiếu sáng: Hệ số công suất phụ tải sinh hoạt phụ tải chiếu sáng là: Công suất tính toán cho toàn phụ tải là: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 1.3 Phụ tải chiếu sáng 1.3.1 Chiếu sáng nhà Chiếu sáng nhà tính gộp vào phụ tải sinh hoạt 1.3.2 Chiếu sáng trời Chiếu sáng trời với tổng chiều dài lấy lần chiều cao tòa nhà Như Lcs2=5.n.H=5.22.3,7=407 m GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Với ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Vậy Hệ số công suất chung cư là: Suy ra: Với cosφ=0,8991 nên tgφ=0,4868 Khi đó: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Công suất phản kháng chung cư là: GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Công suất toàn phần chung cư là: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Để cung cấp điện cho chung cư có độ cao tầng ( 17 tầng) , cần lưu ý phụ tải thang máy, chiếu sáng cố, cứu hỏa… coi phụ tải loại I, có độ cung cấp điện cao Sơ đồ cung cấp điện cho tòa nhà thường loại hình tia có tự động đóng dự phòng tủ phân phối đầu vào.( hình 1) KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Trạm biến áp cần phải đặt trung tâm phụ tải, nhiên làm điều đó, lý kiến trúc, thẩm mỹ điều kiện môi trường Đối với chung cư cao tầng (gồm 22 tầng) với phụ tải cao thiết kế, việc đặt máy biến áp bên gây tốn kém,bởi ta chọn vị trí đặt máy bên tầng 1, cách ly với hộ dân Trạm biến áp đặt tầng hầm bên bên chung cư Phương án đặt trạm biến áp tầng hầm gần áp dụng nhiều, nhiên cần đặc biệt lưu ý đến hệ thống thông thoáng điều kiện làm mát trạm Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần giải toán kinh tế- kỹ thuật, cần xét đến tất yếu tố liên quan Cho phép đặt trạm biến áp khu chung cư phải cách âm tốt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn IEC mức ồn cho phép công trình công cộng Trạm biến áp phải có tường ngăn cháy cách ly với phòng sát có nối trực tiếp, trạm biến áp đặt máy biến áp có hệ thống làm mát Chọn vị trí đặt trạm biến áp tầng hầm bên chung cư, lý sau: Tiết kiệm diện tích đất nhỏ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện Tránh yếu tố bất lợi thời tiết gây Dễ dàng điều khiển vận hành gặp cố … 2.2 Lựa chọn phương án Ta tính toán lựa chọn so sánh phương án Phương án 1: Sơ đồ trục đứng cung cấp điện cho hộ qua tầng Phương án 2: Sơ đồ trục đứng cung cấp điện cho toàn chung cư a Sơ đồ mạng điện trời Sơ đồ mạng điện trời xây dựng để cấp điện đến tủ phân phối đầu vào chung cư Trong tủ phân phối có chứa trang thiết bị đóng ngắt, điều khiển, bảo vệ đo đếm điện Sơ đồ mạng điện tủ phân phối phụ thuộc vào sơ đồ cấp điện trời, số tầng chung cư, số lượng thiết bị động lực… yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện Do phụ thuộc vào yếu tố nên chung cư có một, hai nhiều tủ phân phối GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH 2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH TĐDP 4 Việc xây dựng mạng điện phân phối chung cư thường thực với đường trục đứng Đầu tiên lựa chọn số lượng vị trí lắp đặt đường trục đứng KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Hình 1: Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà ( chung cư) cao tầng 1,2 -Đường dây cung cấp -Cơ cấu chuyển mạch 4,5 -Cầu dao -Thanh phân phối điện cho hộ, chiếu sáng chung -Thanh phân phối điện cho thang máy, chiếu sáng cố, cấu cứu hỏa 8,9 -Tiếp điểm động lực côntactơ tự động đóng dự phòng Ở chế độ bình thường phụ tải cung cấp đường dây Khi xảy cố đường dây 1, phụ tải cung cấp nguồn dự phòng đường dây với trợ giúp cấu chuyển mạch Khi xảy cố đường dây phụ tải mắc phục hồi nguồn cung cấp tự động cấu tự động đóng dự phòng(TĐDP) thực Lưu ý: Lựa chọn sơ đồ cung cấp phải dựa vào yêu cầu: - Độ tin cậy - Tính kinh tế - An toàn b Sơ đồ mạng điện nhà GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH k3 hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế nơi lắp đặt (bảng 17.pl[1].) a Tính toán sơ chọn công suất hộ Tính toán sơ chọn công suất hộ tầng, công suất hộ là: S c h = S tan g Σn p = 9,5896 + j 2,781 = 1,0655 + j 0,309 kVA  Chọn dây dẫn cho hộ Chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn dòng điện kinh tế với dây dẫn cáp đồng, thời gian sử dụng Tmax = 4370 h Jkt = 3,1 I max J kt Khi ta chọn dây PVC có tiết diện 2,5 mm2 coa thông số sau: r0 = Ω/km , x0 = 0,09 Ω/km dòng điện cho phép I=18A • Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp: Sơ chọn chiều dài hộ l= 9m ∆U = P.R + Q X 1,0655.8.9.10 −3 + 0,309.0,09.9.10 −3 = = 0,2025V U 0,38 Như ta có ΔU < ΔUcp =1%Uđm = 3,8V thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp • Kiểm tra điều kiện đốt nóng: Icp = khc Icp.n = 0,95.1.0,96.18= 16,416A > Imax = 1,6856 A Như cáp chọn thỏa mãn điều kiện đốt nóng b Chọn dây dẫn cho thiết bị chiếu sáng, sinh hoạt, động lực Tính toán tương tự ta có bảng tổng kết số liệu dây dẫn cho thiết bị sau: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Fkt = = 1,6856 A 3.0,38 1,6856 = = 0,5437 mm 3,1 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN I max = 1,0655 + 0,309 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tên thiết bị Số lượng Công suất dự kiến Dây dẫn Bình nóng lạnh 2x600W 2,5mm2 Thiết bị truyền thông 2x400W 6mm2 Điều hòa 400W 1,5mm2 Ổ cắm 11 Đèn lốp bán cầu mờ 7x75W Đèn huỳnh quang; 1,2m 4x40W Đèn trang trí gắn tường 4x60W Quạt thông gió 40W Ổ cắm cho máy giặt 600W 2,5mm2 Máy rửa bát 200W 2,5mm2 STT Loại thiết bị Sinh hoạt Chiếu sáng 2,5mm2 1,5mm2 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 10 - c Chọn Aptomat bảo vệ cho hộ: Chọn Aptomat tổng Dòng điện định mức hộ xác định: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Động lực ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN I c h = S c h 3.U GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH = 1,6856 A Dòng khởi động thiết bị lớn Aptomat 600 I mm max = k mm I n max = 4,5 = 5,86 A 3.380.0,7 Với bội số mở máy động máy giặt kmm = 4,5 , hệ số làm việc α = Dòng khởi động Aptomat xác định theo biểu thức sau: I mm max n −1 5,86 2400 925 840 I kđ ≥ + ∑ I ni = +( + + ) = 11,97 A α 380 3.0,7 380 0,7 380 3.0,7 i =1 Dòng khởi động cắt nhanh aptomat phải thỏa mãn điều kiện sau: I kđ cn ≥ 1,25.I mm = 1,25.11,97 = 14,963 A Tính toán tương tự ta có bảng kết sau: Loại thiết bị Tên thiết bị Loại Ký hiệu Aptomat EA52G-20A Aptomat EA52G-25A Aptomat EA52G-16A Công tắc cho bình nóng lạnh 2 Ổ cắm cho thiết bị truyền thông Sinh hoạt Ổ cắm cực cho điều hòa Ổ cắm Chiếu sáng 11 Cầu chảy ΠΚ-10A Đèn lốp bán cầu mờ Đèn huỳnh quang; 1,2m KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Thiết bị bảo vệ GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH STT Số lượng Cầu chảy ΠΚ-16A ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN - Như vây ta chọn Aptomat EA52G có I = 30A Chọn Aptomat cho nhóm thiết bị chiếu sáng, sinh hoạt động lực ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Đèn trang trí gắn tường Quạt thông gió Ổ cắm cho máy giặt Aptomat EA52G-20A Máy rửa bát Aptomat EA52G-20A Động lực ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 10 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH htb = h + l 250 = 75 + = 200 cm 2 Điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa xác định theo biểu thức : k ρ 2l 4h + l Rcoc = coc (ln + ln tb ) 2.π l d 4htb − l 1,5.0,75.10 2.250 4.200 + 250 (ln + ln ) 2π 250 4.200 − 250 = 33,992 Ω = Sơ chọn số lượng cọc : n= Rcoc 33,992 = = 8,498 Rn.t Chọn n = 10 cọc, số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi: L = 2( 5+7,5 ) = 25 m KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Theo tiêu chuẩn quy định, thiết bị điện có điện áp đến 1kV cao phải có biện pháp bảo vệ sau đây: Nối đất, nối trung tính, cắt bảo vệ, máy biến áp cách ly, dùng điện áp thấp, cách điện kép, đẳng áp nhằm mục đích bảo đảm an toàn cho người chế độ làm việc lưới điện, bảo vệ chống sét cho thiết bị điện, bảo vệ điện áp nội Để nối đất cho thiết bị điện, ưu tiên sử dụng nối đất tự nhiên, kết cấu kim loại,cốt thép bêtông, ống dẫn kim loại đặt đất trường hợp quy phạm cho phép, trừ ống dẫn chất lỏng dễ cháy, khí hỗn hợp chất cháy nổ… Nếu sử dụng kết cấu kim loại có điện trở nối đất đáp ứng yêu cầu theo quy địnhvề nối đất không cần đặt thiết bị nối đất riêng Điện trở nối đất cho phép trạm biến áp có công suất > 100 kVA Rtd = 4Ω, điện trở suất vùng đất đo điều kiện độ ẩm trung bình (kcọc = 1,5) ρ0 = 0,75.104 Ωcm (với nối ngang kng = ) Do hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo: Rn.t = Rt.d = 4Ω Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài là: l = 2,5 m, đường kính d = cm đóng sâu cách mặt đất h = 0,75 m Chiều sâu trung bình cọc là: GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Khoảng cách trung bình cọc là: L 25 = = 2,5 m n 10 la = Ta có tỷ lệ: la =1 l Tra đường cong ứng với tỷ lệ la/l = số lượng cọc 10, ta xác định hệ số lợi dụng cọc tiếp địa ηcoc = 0,55 nối ηng = 0,34 (bảng 49.pl BT[2]) Chọn nối tiếp địa thép có kích thước b.c = 50.6 =300 cm2 Điện trở tiếp xúc nối ngang : k ng ρ L2 2.0,75.10 2.(25.10 ) Rng = ln = ln = 15,992 Ω 2π L b.h 2π 25.10 50.75 Điện trở thực tế nối có xét đến hệ số lợi dụng ηng là: ' Rng = Rng η ng = 15,992 = 47,035 Ω 0,34 R = ' n t Rng' Rn.t R − Rn.t ' ng = 47,035.4 = 4,372 Ω 47,035 − Số lượng cọc thức là: n n t = Rcoc 33,992 = = 14,136 ' η coc Rn.t 0,55.4,372 Chọn nct = 15 cọc Kiểm tra độ ổn định nhiệt hệ thống tiếp địa: Fmin = I k(13) tk Ct = 13,7121.10 0,5 = 131,026 mm < S tn = 50.3 = 150mm 74 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối ngang xác định theo biểu thức sau: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Vậy hệ thống tiếp địa thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH Cách thiết bị xét đến hạch toán công trình liệt kê bảng Tên thiết bị Quy cách Đơn vị Số lượng Đơn giá, 103đ V.106đ (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) Trạm biến áp TM180/22 104,2 152,7 cầu chảy cao áp ΠΚΤ 1700 1,7 chống sét van PBC-22T1 2000 4 dao cách ly PBP-Ш24/8000 1600 6,4 vỏ tủ điện 25 1000 25 cáp hạ áp XLPE-70 m 15 124,88.103 1,8732 cáp hạ áp XLPE-50 m 814 98,28.103 80 cáp hạ áp XLPE-35 m 80 79,24.103 6,3392 cáp hạ áp XLPE-25 m 560 64,96.103 36,3776 10 cáp hạ áp XLPE-16 m 37 53,76.103 11,9891 11 cáp hạ áp XLPE-6 m 60 42,28.103 2,5368 12 cáp hạ áp XLPE-4 m 190 25,34.103 4,8146 KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN TT GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Bảng :Liệt kê thiết bị hạch toán giá thành (1) 13 cầu dao 14 aptomat tổng 15 (2) (3) (4) (5) (6) 850 4,25 SA403-H 5500 11 aptomat nhánh EA103-G 3500 31,5 16 aptomat nhánh EA52G 46 2400 110,4 17 Khởi động từ ΠME-211 25 1500 37,5 18 Biến dòng TKM-0,5 100 0,3 19 Ampe kế 0-200A 15 100 1,5 20 Vôn kế 0-500V 22 310 6,82 21 Công tơ pha 22 600 13,2 22 Đồng M,50x5 kg 25 60 15 23 Sứ OΦ-1-375 50 0,75 24 Bộ dàn trạm 3500 10,5 25 Cọc tiếp địa cọc 15 100 1,5 26 Thanh nối M 25 15 0,375 50x6 27 591,8255 Tổng giá thành công trình là: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH (0) GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ΣV = 591,8255 triệu đồng Tổng giá thành có tính đến công lắp đặt là: VΣ = k lđ ΣV = 1,1.591,8255 = 651,0081 triệu đồng Giá thành đơn vị công suất đặt là: V 651,0081 gđ = Σ = 10 ≈ 3,255.10 đ / kVA Sđ 200 Chi phí vận hành năm là: Cvh = k 0& M VΣ = 0,02.651,0081.10 = 13,0202.10 đ Chi phí tổn thất điện là: C ht = g ht ∆ AΣ = 1000.138321,8434 = 138,322.10 đ p= 1 + k kh = + 0,036 = 0,136 Tn 10 Với Tn = 10 năm giá trị k0&M kkh lấy theo phụ lục bảng 31.pl[1] Tổng chi phí quy đổi là: Tổng chi phí đơn vị điện là: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Z Σ 239,8793.10 g= = = 111,2192 đ / kWh A 2156815,685 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Z Σ = p.VΣ + C ht + C vh = 0,136.651,0081 + 138,322 + 13,0202 = 239,8793.10 đ KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG PHÂN TÍCH KINH TẾ - TÀI CHÍNH Trước hết ta xác định sản lượng điện bán năm đầu: A1 = S1 TMax = 234,2409.4370 = 1023,6327.10 kWh Lượng điện tổn thất: ∆ A1 = ∆ A% A1 = 6,413%.1023,6327.10 = 65,6456.10 kWh Điện mua vào: Am1 = A1 + ∆ A1 = 1089,2783.10 kWh Chi phí mua điện: C m1 = Am1 g m = 1089,2783.10 3.500 = 544,6292.10 đ Doanh thu: B1 = A1 c ∆ = 1023,6327.10 3.860 = 880,3242.10 đ Chi phí vận hành hàng năm: C vh = k 0& M VΣ = 0,02.651,0081.10 = 13,0202.10 đ C kh = k kh VΣ = 0,036.651,0081.10 = 23,4363.10 đ Tổng chi phí khấu hao năm thứ nhất: C m&vh = C m1 + C vh1 = 557,6593.10 đ Dòng tiền trước thuế: T1 = B1 − C m&vh1 = 322,6648.10 đ Lãi chịu thuế: Năm thứ nhất: Llt1 = T1 − C kh = 299,2285.10 đ GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Chi phí khấu hao: Năm thứ nhất: Tlt1 = Llt1 s = 299,2285.10 6.0,15 = 44,8843.10 đ Tổng chi phí toàn bộ: C Σ = C m1 + C vh1 + Tlt1 = 625,9799.10 đ Dòng tiền sau thuế: T2 = T1 − Tlt1 = 277,7806.10 đ Hệ số quy đổi: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Thuế lợi tức: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN β= GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH 1 = = 0,9091 t (1 + i) 1,1 Giá trị lợi nhuận quy tại: Lht = T2 β = 252,5278.10 đ Tổng chi phí quy tại: C Ξ1 β = 569,0726.10 đ Tổng doanh thu quy tại: B1 β = 800,2947.10 đ Tính toán tương tự cho năm lại ta có kết bảng sau: St, kVA năm Am ∆A B Cm Cm&vh Tl L,tl (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 651,0081 -651,0081 544,6392 557,6593 322,6648 299,2285 554,7053 567,7255 328,8691 305,4328 565,5678 578,5880 335,5641 312,1278 577,2690 590,2892 342,7761 319,3398 589,9381 602,9583 350,5846 327,1483 603,7043 616,7244 359,0693 335,6330 618,7178 631,7380 368,3228 344,8865 234,2409 1023,6327 1089,2783 65,6456 238,5702 1042,5518 1109,4106 66,8588 243,242 1062,9675 1131,1356 68,1681 248,2745 1084,9596 1154,5380 69,5785 253,7233 1108,7708 1179,8763 71,1055 259,6439 1134,6438 1207,4086 72,7647 266,101 1162,8614 1237,4357 74,5743 nă m 880,3242 896,5945 914,1521 933,0652 953,5429 975,7937 1000,0608 10 đ KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN T2.β GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH (2) Ab T2.β ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN (1) 106 đ Điện ,103 kWh ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Tlt C∑ (11) T2 (12) β (13) C∑.β (14) -651,0081 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH (15) Lht (16) B.β (i=40%) (i=41%) (17) (18) (19) -651,0081 -651,0081 -651,0081 44,8843 625,9799 277,7806 0,9091 569,0726 252,5278 800,2947 198,4147 197,0075 45,8149 636,9767 283,0541 0,8264 526,4270 233,9290 740,9872 144,4154 142,3742 46,8192 648,8434 288,7449 0,7513 487,4857 216,9383 686,8160 105,2277 103,0047 47,9010 661,6264 294,8751 0,6830 451,8998 201,4037 637,2961 76,7584 74,6039 49,0722 675,4668 301,5124 0,6209 419,4118 187,2154 592,0751 56,0615 54,1015 50,3449 690,5057 308,7243 0,5645 389,7725 174,2668 550,8101 41,0018 39,2877 51,7330 706,9073 316,5898 0,5132 362,7552 162,4606 513,1893 30,0331 28,5735 3206,8245 777,7336 4521,4685 0,9045 -12 1,420 Từ bảng tính toán ta có: NPV=0,9045.106 đ B 4521,4685 R= = = 1,41 C 3206,8245 Khi i1=40% NPV1=0,9045.106 đ Khi i2=41% NPV2= -12.106 đ Do đó: IRR = i1 + (i2 − i1 ) NPV1 0,9045 = 40 + ( 41 − 40) = 40,0071% NPV1 + NPV2 0,9045 + 12 Mặt khác ta có: Khi tn=2 NPV1 = -164,5513.106 đ Khi t =3 NPV2 = 52,3871.106 đ Thời gian hoàn vốn là: KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Tổ ng GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN T = tn + GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH − NPV1 = 2,76 năm − NPV1 + NPV2 Bảng tiêu kinh tế tài công trình: NPV 106 đ 777,7336 IRR 40,0071% B/C 1,41 T năm 2,76 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tóm lại: Tất tiêu kỹ thuật mạng điện đảm bảo yêu cầu thiết kế.Dự án có mục đích chủ yếu phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt nhân dân.Bên cạnh nhận thấy dự án mang lại hiệu kinh tế với tổng vốn đầu tư 651,0081 triệu đồng cho thiết bị thu hồi vốn khoảng thời gian 2,76 năm.Các tiêu kinh tế tài biểu thị bảng cho thấy dự án hoàn toàn chấp nhận KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH TS Trần Quang Khánh Giảo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà nội năm 2008 TS Trần Quang Khánh Bài tập Cung cấp điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà nội năm 2006 TS Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới Điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà nội năm 2009 Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV PGS.TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà nội năm 2011 Trần Bách Lưới điện hệ thống điện tập 2, Nxb Khoa học kỹ thuật, năm 2005 KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Lời nói đầu …………………………………………………………………………… Đề tài………………………………………………………………………… ……… ChươngI.Tính toán nhu cầu phụ tải…………………………………… 1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt tòa nhà chung cư………………………………… 1.2 Xác định phụ tải động lực………………….……………………………………….4 1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng…………………………………………………… ….7 1.4 Tổng hợp phụ tải……………………………………………………………………7 ChươngII.Xác định sơ đồ cung cấp điện ……………………………………… ……9 2.1 Lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp…………………………………………………… 2.2 Lựa chọn phương án ……………………………………………………………… ChươngIII Chọn số lượng và công suất máy biến áp chọn tiết diện dây dẫn…….13 Chọn số lượng công suất máy biến áp ……………………………………… 13 3.2 Chọn tiết diện dây dẫn…………………………………………………………… 18 ChươngIV Lựa chọn thiết bị điện …………………………………………………38 4.1 Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp……………………………………………38 4.2 Chọn thiết bị trạm biến áp……………………………………… 40 4.3 Chọn thiết bị tủ phân phối …………………………………… 42 4.4 Kiểm tra chế độ khởi động động cơ………………………………………… 47 ChươngV Tính toán chế độ mạng điện …………………………………………….49 5.1 Tổn thất điện áp ……………………………………………………………………49 5.2 Tổn thất công suất………………………………………………… .50 5.3 Tổn thất điện …………………………………………………………………51 ChươngVI Thiết kế mạng điện của hộ ………………………………… 52 6.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng……………………………………………………….52 6.2 Chọn thiết bị mạng điện hộ………………………………………… .53 ChươngVII Tính toán nối đất ………………………………………………………58 ChươngVIII Dự toán công trình ………………………………………………… 59 Chương IX Phân tích kinh tế tài ……………………………………………63 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………………67 Bản vẽ A3 GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Mục lục KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ...ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư thuộc khu vực nội thành thành phố lớn Chung cư. .. tính toán lựa chọn so sánh phương án Phương án 1: Sơ đồ trục đứng cung cấp điện cho hộ qua tầng Phương án 2: Sơ đồ trục đứng cung cấp điện cho toàn chung cư a Sơ đồ mạng điện trời Sơ đồ mạng điện. .. THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Để cung cấp điện cho chung cư có độ cao tầng ( 17 tầng) , cần lưu ý phụ tải thang máy, chiếu sáng