Đang tải... (xem toàn văn)
Phụ LụcLỜI MỞ ĐẦU1NỘI DUNG ĐỒ ÁN2CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI31.1. Phụ tải căn hộ tiêu chuẩn.31.2. Phụ tải sinh hoạt51.3 Phụ tải chiếu sáng.61.4 Phụ tải động lực.71.5 Tổng hợp phụ tải.8CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN.92.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp.92.2 Chọn số lượng, công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn.102.3 Lựa chọn sơ đồ mạng điện.132.4 Chọn dây dẫn15CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO MẠNG ĐIỆN203.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp203.2 Chọn thiết bị cho trạm biến áp223.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối233.4 Kểm tra chế độ khởi động của động cơ26CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN284.1 Tổn thất điện áp.284.2 Tính toán tổn thất công suất294.3 Tính toán tổn thất điện năng29CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ305.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng.305.2 Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ.30CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT.326.1 Tính toán nối đất.326.2 Tính toán bảo vệ chống sét34CHƯƠNG VII: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH36LỜI MỞ ĐẦUHiện nay, nước ta đang trong quá trình đi nên một nước Công nghiệp hiện đại. Những năm gần đây nước ta đã đạt được rất nhiều các thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kì mới thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong quá trình đó thì ngành điện đã đóng một vai trò hết sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất công nghiệp. Ngoài sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của người dân càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông nghiệp và dịch vụ tăng lên không ngừng theo từng năm, nhu cầu đó không chỉ đòi hỏi về số lượng mà còn phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu cầu đó chúng ta cần phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật, an toàn, tin cậy và phù hợp với mức độ sử dụng. Do đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành hệ thống điện. Đồ án với đề tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư cao tầng” là một bước làm quen của sinh viên ngành điện về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện vì nó là một đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế. Sau một thời gian nghiên cứu làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Quang Khánh, đến nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian nghiên cứu và hoàn thiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Quang Khánh đã giúp em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Phụ Lục LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, nước ta trình nên nước Công nghiệp đại. Những năm gần nước ta đạt nhiều thành tựu to lớn, tiền đề để đưa đất nước bước vào thời kì thời kì công nghiệp hóa, đại hóa. Trong trình ngành điện đóng vai trò quan trọng, then chốt, điều kiện thiếu ngành sản xuất công nghiệp. Ngoài phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội người dân nâng cao, nhu cầu sử dụng điện ngành công nông nghiệp dịch vụ tăng lên không ngừng theo năm, nhu cầu không đòi hỏi số lượng mà phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu cầu cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, an toàn, tin cậy phù hợp với mức độ sử dụng. Do đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành hệ thống điện. Đồ án với đề tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao tầng” bước làm quen sinh viên ngành điện lĩnh vực thiết kế cung cấp điện đề tài nhiều vấn đề phức tạp trình thiết kế. Sau thời gian nghiên cứu làm đồ án, hướng dẫn thầy Trần Quang Khánh, đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian nghiên cứu hoàn thiện đề tài có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Quang Khánh giúp em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, tháng năm 2015 NỘI DUNG ĐỒ ÁN Dữ liệu đầu cung cấp: Các điểm đấu điện kết nối với hệ thống lưới trung áp 22kV có công suất nguồn vô lớn (Sth ≈ ∞). Chiều cao trung bình tầng h = 3,8 m. Thời gian điện trung bình năm tf =24h. Suất thiệt hại điện với phụ tải sinh hoạt là: gth.sh =2500 đ/kWh. Suất thiệt hại điện với phụ tải động lực là: gth.đl =4500 đ/kWh. Giá thành tổn thất điện năng: cΔ=1500 đ/kWh. Giá mua điện gm=750 đ/kWh. Giá bán điện trung bình gb=1250 đ/kWh. Suất vốn đầu tư trung bình trạm phát điện diesel 4,5 triệu VNĐ/kVA. Suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình 0,42 lít/kWh. Giá dầu diesel gdiesel = 17.000 VNĐ/lít. Các thang máy có hệ số tiếp điện trung bình ε=0,6; hệ số cosφ=0,65. Hệ số công suất trung bình máy bơm cosφ b = 0,75. Hệ số công suất phụ tải sinh hoạt cosφsh = 0,89. Hệ số chiết khấu i=0,1. Chiếu sáng trời với tổng chiều dài lấy 2,5 lần chu vi tòa nhà, công suất chiếu sáng là: p0cs2 = 30 W/m. Chu kỳ thiết kế năm. Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt = P0.[1+a(t-t0)] với suất tăng trung bình hàng năm a=3,5%. P công suất tính toán năm t0.; Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện. Các liệu thiết kế lấy bảng dl.2 ứng với hai số cuối mã sinh viên người thiết kế (chỉ số thứ 6, số thứ hai 3). Bảng 1: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng S đ Số tầng Nh (tần g) Côn Công suất trạm bơm g (kW) suất than g Sinh Tho Bể Cứ Căn hộ loại (m2) a (%) TM (h) Từ nguồn (km) Nối đất L1 ρđ L2 Rtn 12 máy (kW ) 7,5x hoạt át bơ i 16x + 5,6x 6,3x 6, u hỏ a 10 35 100 438 0,4 0,4 (Ω.m ) (Ω ) 130 79 Khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường tòa nhà L. Điện trở suất đất ρđ. Điện trở suất hệ thống nối đất Rtn. Mặt chung cư: CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 1.1. Phụ tải hộ tiêu chuẩn. Diện tích hộ tiêu chuẩn là: 100 m2. Các thiết bị hộ. Bảng 1a: Các thiết bị số liệu tính toán phụ chuẩn. TT Tên thiết bị Pn,W n Đèn sợi đốt 60 Đèn ống 45 tải hộ tiêu t,h kmt 0.8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Đèn compact Quạt bàn Quạt trần Tivi Rađio, đầu Máy vi tính bàn Máy tính tay Tủ lạnh Điều hòa kk Máy cạo râu Máy sấy tóc Nồi cơm điện Ấm điện Lò vi sóng Lò nướng Máy hút bụi Máy giặt Lò sưởi Bình nóng lạnh Vòi sen Bàn Chăn đệm điện Wif Khác 30 85 120 120 20 125 25 230 2000 15 600 750 1000 1500 850 650 450 650 1800 250 800 300 15 250 14 1 2 1 1 1 1 1 12 7 8 14 0.12 0.13 0.3 0.3 0.2 0.6 1.5 3.5 1.5 0.15 24 0.5 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.7 0.8 0.6 0.6 0.7 0.6 1 1 0.8 0.65 Hệ số sử dụng thiết bị xác định theo biểu thức: ksd = kvl.kmt Với: kmt – Hệ số mang tải. kvl - Hệ số làm việc : Ta có bảng số liệu tính toán phụ tải hộ tiêu chuẩn: Bảng 1b: Bảng số liệu tính toán phụ tải hộ tiêu chuẩn. TT Tên thiết bị Pn,W n t,h kmt klv ksd Pn x ksd Đèn sợi đốt 60 0.25 0.25 15 Đèn ống 45 8 0.8 0.33 0.264 11.88 Đèn compact 30 14 0.8 0.29 0.232 6.96 Quạt bàn 85 0.8 0.29 0.232 19.72 Quạt trần 120 0.8 0.33 0.264 31.68 Tivi 120 0.8 0.33 0.264 31.68 Rađio, đầu 20 0.8 0.13 0.104 2.08 Máy vi tính bàn 125 0.8 0.25 0.2 25 Máy tính tay 25 0.8 0.33 0.264 6.6 10 Tủ lạnh 230 14 0.8 0.58 0.464 106.7 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Điều hòa kk Máy cạo râu Máy sấy tóc Nồi cơm điện Ấm điện Lò vi sóng Lò nướng Máy hút bụi Máy giặt Lò sưởi Bình nóng lạnh Vòi sen Bàn Chăn đệm điện Wif Khác Tổng 2000 15 600 750 1000 1500 850 650 450 650 1800 250 800 300 15 250 1274 1 1 1 1 1 12 73 0.12 0.13 0.3 0.3 0.2 0.6 1.5 3.5 1.5 0.15 24 0.5 0.7 0.8 0.6 0.6 0.7 0.6 1 1 0.8 0.65 0.21 0.01 0.01 0.08 0.01 0.01 0.01 0.03 0.06 0.15 0.06 0.04 0.01 0.13 0.02 0.147 0.008 0.01 0.048 0.01 0.006 0.01 0.021 0.036 0.15 0.06 0.04 0.01 0.13 0.8 0.013 294 0.12 36 10 8.5 13.65 16.2 97.5 108 10 39 12 3.25 928.5 Chọn thiết bị có công suất lớn nhóm là: Pn.max = 2000 (W). Tổng công suất nhóm thiết bị lớn ( ): Số lượng thiết bị nhóm là: nj = 5. Các giá trị tương đối Số lượng hiệu dụng : Hệ số nhu cầu nhóm là: Công suất tính toán hộ tiêu chuẩn là: Chu kỳ thiết kế năm. Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt = Ptt.[1+a(t-t0)] với a = 3,5% - suất tăng trung bình hàng năm là. Ptt = 3,72 (kW) - công suất tính toán năm t 0. Tính toán cho năm thứ ta có: P7 = 3,72.[1+0,035(7-1)] = 4,5 (kW) 1.2. Phụ tải sinh hoạt Phụ tải sinh hoạt chung cư xác định theo biểu thức: Trong đó: – Hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung tòa nhà (lấy 5%, tức kcc=1,05). – Hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số hộ lấy theo bảng 1.pl. – Suất tiêu thụ trung bình hộ, xác định theo hộ tiêu chuẩn năm cuối chu kỳ tính toán. – Tổng số hộ. – Hệ số hiệu chỉnh với hộ loại I có diện tích khắc hộ tiêu chuẩn. = 1+ (Fi-Ftc).0,01 Với : Fi – Diện tích hộ loại i (m2). Ftc – Diện tích hộ tiêu chuẩn (m2). a) Phụ tải sinh hoạt tầng. Tính hệ số hiệu chỉnh với hộ 90,5 m2 kh1 = 1+ (F1-Ftc).0,01 =1+ (90,5-100).0,01 =0,905 Tính hệ số hiệu chỉnh với hộ 139 m2 kh2 = 1+ (F2-Ftc).0,01 =1+ (139-100).0,01 =1,39 Mỗi tầng có hộ, nội suy giá trị hệ số đồng thời tầng: Thay số ta có: b) Phụ tải sinh hoạt toàn chung cư. Chung cư có 12 tầng với 96 hộ, nội suy giá trị hệ số đồng thời chung cư: Thay số ta có: Ta có bảng tổng hợp kết tính toán: Bảng 1c: Bảng kết tính toán phụ tải sinh hoạt. Số Số hộ Số hộ kdt kdt P tầng của chung tầng chung tầng cư (kW) tầng cư 12 96 0,482 0,4024 20,9 P chung cư (kW) 209,45 1.3 Phụ tải chiếu sáng. - Chiếu sáng nhà tính hộ tiêu thụ. - Chiếu sáng bên ngoài: Tính theo mật độ chiều dài (phụ thuộc vào chiều dài xung quanh hộ) ta quy diện tích đường để tính.Chiếu sáng trời với tổng chiều dài lấy 2,5 lần chu vi tòa nhà (lcs = 2,5.lch.c), công suất chiếu sáng là: p0cs2 = 0,03 kW/m. Ta có Pcs = p0cs2 . lcs = p0cs2 . 2,5.lch.c = 0,03.2,5.(52+29,5) = 6,1125 (kW). 1.4 Phụ tải động lực. a) Phụ tải thang máy. Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất thang máy cần phải quy dổi chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức: Với: Pn.tm – Công suất định mức động thang máy. – Hệ số tiếp điện thang máy. Công suất thang máy chế độ làm việc dài hạn là: Công suất tính toán thang máy xác định theo biểu thức: Với: knc.tm – Hệ số nhu cầu thang máy, xác định theo bảng 4.pl. (knc.tm = 1) n – Số thang máy. Ptmi – Công suất thang máy thứ i. (kW) Công suất tính toán thang máy là: b) Phụ tải trạm bơm. Ta có bảng số liệu kỹ thuật máy bơm: Bảng 1d: Số liệu kỹ thuật máy bơm. STT Chức Số lượng knc Công (cái) suất (kW) Sinh 0,7 16 hoạt 5,6 Thoát 0,8 6,3 Bể bơi 0,8 6,3 Cứu hỏa 1 10 Tổng công suất (kW) 43,2 12,6 6,3 10 Công suất tính toán trạm bơm tính theo biểu thức: Có nhóm máy bơm (n=4), mạng điện hạ áp theo bảng 4.pl ta có: knc = 0,8. c) Tổng hợp phụ tải động lực. Có nhóm tải (n=4), mạng điện hạ áp theo bảng 4.pl ta có: k nc.đl = 0,9. Ta có: Hệ số công suất trung bình nhóm tải động lực là: 1.5 Tổng hợp phụ tải. Ta có bẳng liệu kết tính toán phụ tải sau: Bảng 1e: Kết tính toán phụ tải. Phụ tải Ký Công suất hiệu (kW) Sinh hoạt P1 209,45 0,89 Động lực P2 62,37 0,733 Chiếu sáng P3 6,1125 Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia mạng điện hạ áp, ghép nhóm cặp theo biểu thức: Với: Ta có: Hệ số công suất trung bình chung cư là: Do công suát phụ tải động lực, chiếu sáng không thay đổi. Tính toán tương tự năm ta có bảng tính toán: Bảng 1f: Dự báo phụ tải qua năm. t Ptt (kW) Stt (kVA) 194,74 227,23 201,56 235,19 208,38 243,14 215,19 251,09 222,01 259,05 228,82 267,00 235,64 274,95 Tỷ lệ phụ tải động lực: Nhận xét: Tỷ lệ phụ tải động lực chiếm 10%, điều cho thấy mức độ trang bị điện chung cư hạn chế. Hệ số công suất trung bình tương đối cao, vấn đề nâng cao hệ số công suất không cần đặt ra. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN. 2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp. Đối với tòa nhà lớn có phụ tải cao, việc đặt máy biến áp gây tốn người ta thuòng chọn vị trí đặt bên tòa nhà, thường tầng hầm, cách ly với hộ dân. Theo tiêu chuẩn ổn định cho phép công trình công cộng 20TCN 175 1990 cho phép đặt trạm biến áp khu nhà chung cư với điều kiện phòng phải cách âm tốt phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Trạm phải có tường ngăn cháy cách ly với phòng kề sát phải có lối trực tiếp. Trong trạm đặt máy biến áp có hệ thống làm mát bất kì. Đặt trạm biến áp tầng hầm có thuận lợi sau: Dễ bảo quản, tránh tác động xấu từ thời tiết Tiết kiệm chi phí đường dây, đất đai Đảm bảo yêu cầu mĩ quan đô thị, vận hành quản lý dễ dàng Gần trung tâm tải, an toàn thuận tiện cho nguồn cung cấp tới Vậy ta đặt trạm biến áp tầng hầm chung cư để không chiếm diện tích chỗ để xe, đồng thời tiện lợi cho việc dây từ nguồn vào, ta đặt trạm góc tường tòa nhà. 2.2 Chọn số lượng, công suất máy biến áp chọn tiết diện dây dẫn. 2.2.1 Chọn số lượng, công suất máy biến áp. Phụ tải chung cư cao tầng coi loại II, Suất thiệt hại điện với: phụ tải sinh hoạt là: gth.sh =2500 đ/kWh. phụ tải động lực là: gth.đl =4500 đ/kWh. Tổng công suất tính toán không kể tới tổn thất là: Stt = 274,95 (kVA) Căn vào kết tính toán phụ tải Stt ta chọn công suất máy biến áp 22/0,4 kW sau: Phương án 1: Dùng máy biến áp 250 kVA. (S tt : kqt = 274,95 : 1,4 =196,4 kVA) Phương án 2: Dùng máy biến áp 315 kVA. Các thông số biến áp ABB sản xuất tra bảng 12.pl, vốn đầu tư trạm biến áp tra bảng 10.pl thể bảng sau: Bảng 2a Dữ liệu máy biến áp vốn đầu tư trạm biến áp. SBA ∆P0 ∆Pk Un I0 Giá máy biến Giá tổng (kVA) (kW) (kW) (%) (%) áp trạm (triệu đồng) (triệu đồng) 250 0,64 4,1 117,6 (trạm 166,1(trạm máy) máy) 315 0,72 4,85 68,7(trạm 106,9(trạm máy) máy) a. Đánh giá tiêu kỹ thuật. Phương án 1: Khi cố sảy hai máy biến áp tất phụ tải dông lên máy biến áp lại. Điều kiện cho phép tải không vượt 40% công suất máy biến áp thời gian ngày đêm, ngày tải không đồng hồ. (Nên ta lựa chọn biến áp cho hoạt động không bị tải vượt 40%) Phương án 2: Khi biến áp gặp cố ngừng cấp điện cho toàn chung cư -Xét chi phí quy đổi máy biến áp theo biểu thức: ZB = VB.pB + CB + Yth Với: VB – Vốn đầu tư MBA. CB – Chi phí tổn thất điện áp. ∆A – Tổng thất điện năng. c∆ – Giá thành tổn thất điện năng. Với tuổi thọ công trình lấy Th = 25 năm. Từ ta có hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư là: Hệ số khấu hao kkh = 0,064 tra bảng 5.pl pB - hệ số kinh tế máy biến áp tính theo biểu thức: pB = atc + kkh = 0,11 + 0,064 = 0,174 10 Căn vào dòng điện làm việc ta chọn dao cách ly PBP(3)-10/2500 [bảng 26.pl – Sách Bài tập cung cấp điện] loại 3DC SIMENS chế tạo. 3.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối 3.3.1 Chọn Dòng làm việc chạy qua : S∑ I∑ 3U = = = 417,74 A Tiết diện (xét đồng): I j kt Ftc = =417,74 /2,1= 198,92 mm2 Trong jkt = 2,1. Vậy chọn 50x6 mm2 Thanh kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt theo điều kiện : I k(13) . t k Ct Fmin.tc = = 103 = 179,2 mm2 < Ftc =200 mm2 Trong Ct =171 hệ số vật liệu tra bảng 25.pl Thanh đạt yêu cầu ổn định nhiệt. Kiểm tra ổn định động : Chọn khoảng vượt : l = 120 cm, khoảng cách pha : a = 60 cm -Mômen uốn : -Mômen chống uốn: W= 0,167b2h = 0,167.0,52.6 = 0,25 cm3 -Ứng suất : σu M W = = 380/0,25 = 1520 kG/cm < Vậy điều kiện ổn định động đảm bảo. δ cF =1600 kG/cm2 3.3.2 Chọn sứ cách điện Ta chọn sứ 0Φ-10-750 có U = 10kV; lực phá hủy Fph = 750 kG Lực cho phép đầu sứ Fcp = 0,6.Fph = 0,6.750 = 450 kG -Lực tính toán : -Hệ số hiệu chỉnh : -Lực tính toán hiệu chỉnh : F’tt = kFtt = 1,17.31,68 = 36,96 < FcF =450 kG 25 Vậy sứ chọn đảm bảo điều kiện. 3.3.4 Chọn aptomat cầu chảy Dự định sử dụng aptomat bảo vệ sau : Aptomat A0 bảo vệ lộ tổng Aptomat A1 bảo vệ mạch điện sinh hoạt Aptomat A2 bảo vệ trạm bơm Aptomat A3 bảo vệ cho mạch gổm thang máy Aptomat A4 bảo vệ cho mạch điện tầng Chọn Aptomat A0 Ta có : I∑ = 417,7 A Vậy ta chọn aptomat loại A3144 Nga chế tạo với dòng điện định mức 500A[bảng 20.pl] Chọn Aptomat A1 Dòng làm việc lớn mạng điện sinh hoạt : Psh cos ϕ . 3.U Ish = = = 356,7 A Vậy ta chọn aptomat loại A3144 Nga chế tạo với dòng điện định mức 400A[bảng 20.pl] Chọn Aptomat A2 Máy bơm: Bơm cấp nước sinh hoạt Pb Icn1 = 3.U . cos ϕ b = = 32A. Pb Icn2 = Bơm thoát nước 3.U . cos ϕ b == 11,2A. Pb Ithn = 3.U . cos ϕ b == 12,6 A Bể bơi 26 Pb Ibb = 3.U . cos ϕ b == 12,6A Cứu hỏa Pb 3.U . cos ϕ b Ich = == 20 A. Dòng khởi động aptômat xác định theo biểu thức I mm.Max α n −1 ∑I ni Ikđ = + Trong dòng mở máy động lớn ImmMax = kmm.In.Max = 4,5.32= 144 A α =2 (làm việc ngắn hạn,bảng 12.pl.BT); Vậy: I mmMax n−1 + ∑ I ni α Ikđ = = Ikđ = 234,2 kA -Dòng khởi động cắt nhanh Aptomat : ≥ Ikđ.cn 1,25Imm = 1,25. 144 =180 A Chọn aptomat loại EA103G Nhật với dòng định mức 225 A Chọn Aptomat A3 Dòng định mức thang máy : Ptm 3.U . cos ϕ tm Itm2 = = = 15,6 A Dòng định mức quy chế độ dài hạn Ptm′ I’tm2 = 3.U . cos ϕ tm = = 12,86 A -Dòng điện mở máy thang: Immtm1 = kmm.Itm1 = 4,5.12,86 = 57,87 A. -Dòng khởi động Aptomat A4 : I mmtm1 57,87 + 3.I tm1 = + 3.12,86 α Ikđ ≥ = 67,515 A. 27 -Dòng khởi động cắt nhanh Aptomat : Ikđ.cn ≥1,25Immtm1 = 1,25.57,87 = 72,3375 A. Vậy chọn Aptomat loại EA103G với dòng định mức 100A Chọn Aptomat A4 Dòng làm việc lớn tầng: I tan g max = Ptan g 3.U . cos ϕ = 8,2 3.0,38.0,96 = 12,98 A. Vậy chọn Aptomat loại EA52G vời dòng định mức 20 A. Bảng 3c. Bảng kết chọn thiết bị bảo vệ Mạch bảo vệ Kí hiệu Số lượng Lộ tổng A0 Mạng sinh hoạt A1 Hệ thống bơm A2 Thang máy A3 Nhánh lên tầng A4 12 Khởi động từ cho thang máy Khởi động từ cho bơm cấp nước sinh hoạt công suất lớn Khởi động từ cho bơm cấp nước sinh hoạt công suất nhỏ Khởi động từ cho bơm thoát nước Khởi động từ cho bể bơi Khởi động từ cho cứu hỏa Loại Aptomat A3144 A3144 EA103G EA103G EA52G ПME -311 Dòng định mức 500A 400A 175A 100A 20A 32 ПME -311 40 ПME -311 16 ПME -111 20 ПME -111 ПME -311 10 40 3.3.5 Chọn máy biến dòng Biến dòng công tơ tổng : Ta có: I∑ = 417,7 A Vậy ta chọn máy biến dòng loại TKƞM-10[bảng 27.plBT] có dòng điện định mức sơ cấp 600 A, điện áp định mức 0,5 kV hệ số biến dòng ki=600/5= 120 A, cấp xác 10% Công suất định mức phía nhị thứ A -Dòng điện phụ tải nhỏ : Imin = 0,25.I∑ = 0,25.417,7 = 104,4 A -Dòng nhị thứ phụ tải cức tiểu : I =104,4 /120= 0,87 A > 0,5 A Vậy máy biến dòng làm việc bình thường phụ tải cực tiểu 3.4 Kểm tra chế độ khởi động của động Kiểm tra ảnh hưởng ché độ làm việc thang máy chất lượng điện : 28 l1= 11 m l2' = 45,6 m ÐC ~~ BA -Độ lệch điện áp động khởi động : Z +Z 0,078 ∆U kd = BA d .100 = .100 Z BA + Z d + Z dc 1,02 Ta có : ZBA = 0,0249 Ω; RBA = 0,0094 Ω; XBA = 0,0231 Ω Rd1 = 0,004 Ω Xd1 = 0,0007Ω Rd2’ = r02.l2’ = 2.0,06 = 0,12 Ω Xd2’ = x02.l2’ = 0,08.0,06 = 0,0048 Ω - Ta có: Itm = 46,9 A -Tổng trở động : Un 380 Z dc = X dc = = 3.I tm .k mm 3.50,26.4,5 = =1,03 Ω > 0,5 Ω Z BA + Z d = ( X d + X d' + X BA ) + ( Rd + Rd' + X BA) ==0,0286 Ω Z BA + Z d + Z dc = ( X d1 + X d' + X BA + X dc ) + ( Rd1 + Rd' + X BA) ∆U kd = Z BA + Z d 0,078 .100 = .100 Z BA + Z d + Z dc 1,02 =(0,0286/0.13).100= 22 % < 40% Vậy chế độ khởi động thang máy ổn định. 3.5 Nhận xét: Qua chương ta chọn thiết bị bảo vệ cần thiết cho thiết kế mạng điện chánh thiệt hại xảy cố. Bao gồm đầy đủ thiết bị bảo vệ 29 chọn kiểm tra đảm bào tiêu chuẩn, độ tin cậy an toàn cung cấp điện chế độ vận hành. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 4.1 Tổn thất điện áp. Sơ đồ thay mạng điện: Tổn thất máy biến áp: Như chọn máy biến áp 250 kVA Tổn thất điện áp : ∆U% = P .r0 + Q .x .l .100 U2 Dây dẫn từ máy biến áp tới tủ phân phổi tổng có r0=0,37, x0=0,63, chiều dài đường dây 44,6m. Tổn thất tử máy biến áp đến tử phân phối tổng: Ptan g .r01 + Qtan g . x01 ∆U2 = U .l2 .100 = 8,2.1,84 + 2,38.0,073 380 = .44,6.100 = 0,85% Vậy tính toán tương tự ta có bảng kết 4a đây. Bảng 4a: Kết tính toán tổn thất điện áp Nhánh P Q Đến tủ phân phối tổng 147,983 130,51 Lên tầng cao 17,45 8,9 0,37 1,84 0,063 0,073 Thang máy 11,6 13,5 0,08 Trạm bơm 70,21 52,66 0,37 0,063 L 44,6 45,6 2x45, 50 1,39 1,03 1,15 0,92 30 4.2 Tính toán tổn thất công suất Tổn thất tử máy biến áp đến tử phân phối tổng: Vậy tính toán tương tự ta có bảng kết 4b Bảng 4b: Kết tính toán tổn thất công suất R 0; Q; Đoạn L; m P; kW Ω / km kVAr Đến tủ phân phối tổng Lên tầng Thang máy Trạm bơm Tổng X0; Ω / km ∆P ; ∆Q ; kVAr 44,6 147,98 130,51 0,37 0,063 kW 0.6065 296, 91,2 17,45 8,9 1,84 0,073 0.2754 0.009 11,6 13,5 0,08 0.076 0.003 50 70,21 52,66 0,37 0,063 0.1875 0.0319 1.1454 0.1472 0.1033 4.3 Tính toán tổn thất điện Ta có: Tổn thất điện Tổn thất máy biến áp là: 15898,57 (kWh) Tổn thất mạng điện: ∆A = ∆P Σ .τ = 1,1454.2766,79 = 3169,08 kWh. Tổng tổn thất mạng điện = 3169,08 + 15898,57 = 19067,65 kWh. T ổn thất điện tiêu thụ hàng năm: A =Ptt.TM = 147,983 . 4380= 648165,54 kWh Tỉ lệ tổn thất điện là: ∆A% =(19067,65/648165,54).100=2,9% 31 4.4 Nhận xét: Các lại tồn thất điện áp, công suất, điện không kể đến thiết kế cung cấp điện ảnh hưởng trực tiếp tới chât lượng điện. Tổn thất nhỏ phương án kết hợp chi phí khả thi. Vì tính toàn phải cho kết tổn thất mức cho phép. Kết cho thấy tổn hao đề mức cho phép, thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật cung kinh tế. CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ Thiết kế cho tầng điển hình chung cư,phương án bố trí điện sau: 5.1 Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng. Vì hộ sử dụng thiết bị điện khác có công suất khác nên trình tính toán ta tính chi tiết được. Ta chọn sơ thiết bị theo yêu cầu dưới. 5.2 Chọn thiết bị của mạng điện hộ. Dây dẫn mạng điện nhà sử dụng dây cáp dây cách điện. Tiết diện dây dẫn lựa chọn theo dòng điện cho phép: I M ≤ I cp Trong đó: IM – giá trị dòng điện làm việc cực đại chạy dây dẫn, xác định theo biểu thức: n tbi I M = k dt .∑ Ilv.i i =1 Trong đó: Ilv.i – dòng điện làm việc thiết bị thứ i; kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất số lượng thiết bị điện cung cấp; ntbi – số lượng thiết bị cung cấp đoạn dây xét. Icp – giá trị dòng điện cho phép cực đại dây dẫn chọn. Giá trị dòng phụ tải cho phép dây dẫn xác định theo biểu thức: Icp = khc. Icp.n Trong đó: Icp - dòng điện cho phép ứng với loại dây dẫn, phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép chúng; Icp.n – dòng điện cho phép lâu dài dây dẫn 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 [bảng 15.pl] k2 – hệ số phụ thuộc vào số lượng dây cáp đặt chung hào cáp [bảng 16.pl] k3 - hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế nơi lắp đặt, xác định theo [bảng 17.pl]. 32 Bảng 5a: Giá trị dòng điện làm việc xác định phụ thuộc vào loại mạng điện : Mạng điện pha Mạng điện pha mắc theo đIện mạng điện pha áp pha S S S Ilv = Ilv = Ilv = U ph 2.U ph 3.U n ,A ,A ,A S – công suất truyền tải đường dây, kVA; Un, Uph – điện áp dây điện áp pha, kV. Cáp sau chọn kiểm tra: Theo điều kiện hao tổn điện áp: Hao tổn điện áp thực tế đường dây không vượt giá trị cho phép: ∆U = P.r0 + Q.x l ≤ ∆U cP Un ; P, Q - công suất tác dụng phản kháng chạy đoạn cáp, kW kVAr; r0 , x0 - suất điện trở tác dụng phản kháng đoạn cáp, Ω/km; l - chiều dài đoạn cáp, km; Un – điện áp định mức đường dây, kV; ∆Ucp – hao tổn điện áp cho phép đoạn cáp, giá trị hao tổn điện áp cho phép mạng hạ áp từ trạm biến áp phân phối đến đầu vào thiết bị ∆Ucp = 5% phụ tải chiếu sáng ∆Ucp=7,5% phụ tải khác. Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện cáp phải lớn giá trị tối thiểu xác định theo biểu thức: Fmin = Ik t k Ct ; Trong đó: Ik – giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A; tk – thời gian tồn dòng ngắn mạch, s; Ct – hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện cho [bảng 25.pl]. Bảng 5b: Bảng giá trị hệ số Ct Cách điện Dân đồng Dây nhôm PVC(Polychlorure inyle) 115 76 PR(Polyethylenereticulé) 143 94 Thiết kế cung cấp điện cho hộ gồm có phòng bếp, phòng khách, phòng ngủ phòng vệ sinh. 33 Bảng 5c: Bảng chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ sơ Thiết bị bảo vệ STT Tên thiết bị Số lượng Công suất dự kiến Ổ cắm cực cho điều hòa Ổ cắm Ổ cắm cho thiết bị truyền thông + máy giặt 09 02 600W 9x200W 3x600W Đèn compact âm trần + đèn ốp trần + đèn treo trần Đèn huỳnh quang; 1,2m Đèn tranh + đèn gương Quạt trần Bình nước nóng 14 14x30W 01 5x40W 5x20W 60W 2500W Ký hiệu Loại Aptomat Aptomat Aptomat EA52G-16A EA52G-16A EA52G-10A Aptomat EA52G-10A Aptomat EA52G-16A 5.3 Dự toán Bảng 5d: Bảng dự toán sơ bộ. STT Tên thiết bị Số lượng Công suất dự kiến Giá (đồng) Ổ cắm cực cho điều hòa Ổ cắm Ổ cắm cho thiết bị truyền thông + máy giặt 09 02 600W 9x200W 3x600W 80.000 720.000 160.000 Đèn compact âm trần + đèn ốp trần + đèn treo trần Đèn huỳnh quang; 1,2m Đèn tranh + đèn gương Quạt trần Bình nước nóng Tổng 14 14x30W 840.000 01 5x40W 5x20W 60W 2500W 1.250.000 800.000 2.200.000 2.500.000 8.550.000 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT. 6.1 Tính toán nối đất. 34 Vì trạm biến áp ta dùng cho chung cư 250kVA (> 100kVA) điện trở nối đất cho phép k coc = 1,5 R td = 4Ω ρ0 = 75Ωm , điện trở suất vùng đất điều kiện độ ẩm trung k ng = bình( )là (với nối ngang ). Do hệ thông tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo là: R n.t = R td = 4Ω Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l = 2,5 m, đường kính d= 6cm. Cọc đóng sâu cách mặt đất h = 0,75 m. Chiều sâu trung bình cọc: htb = h + -Điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa: R coc = l = 0,75 + 2,5 =2m k coc .ρ0 2l 4.h tb + l 1,5.0,75 2.2,5 4.2 + 2,5 .(ln + ln )= .(ln + ln ) = 34,009Ω 2.Π.l d 4h tb − l 2.3,14.2,5 0,06 4.2 − 2,5 - Vậy số lượng cọc chọn sơ là: R 34,009 n = coc = = 8,502 R n.t →Chọn n = 10. Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo kích thước sau: L = 2.(8 + 6) = 2,8 m Khoảng cách trung bình cọc la = L/n = 28/10 = 2,8 m → Tỷ lệ la/l = 2,8/2,5 = 1,12 Tra đường cong ứng với tỷ lệ 1,12 số lượng cọc n=10 ta xác định hệ số lợi dụng cọc tiếp địa ηcoc = 0,58 [Bảng 5.pl sách bảo hộ lao động kĩ thuật ηng = 0,34 an toàn điện] nối [bảng 7.pl, Sách bảo hộ lao động kĩ thuật an toàn điện]. Chọn nối tiếp địa thép có kích thước bxc = 50x6 cm. Điện trở tiếp xúc xủa nối ngang: k ng .ρ0 2L2 2.0,75 2.282 R ng = .ln = .ln = 9,077Ω 2.Π.L b.h 2.3,14.28 5.0,75 Điện trở thục tế nối có xét đến hệ số lợi dụng R 'ng = R ng ηng = ηng là: 9,077 = 26,698Ω 0,34 Điện trở cần thiết hệ thông tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối ngang là: 35 R ' n.t = R 'ng .R n.t R ng − R n.t = 26,698 = 4,705Ω 26,698 − Số lượng cọc thức là: R coc 34,009 n c.t = = = 12,463 ' ηcoc .R nt 0,58.4,705 11,35 cọc Vậy ta chọn nct = 12 cọc Kiểm tra độ ổn định nhiệt hệ thống tiếp địa Fmin = I(1) k1 tk 0,5 = 1971. = 18,834 < Stn = 50.3 = 150mm C 74 Với C :là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm nối [với thép C = 74-sách bảo hộ lao động kĩ thuật an toàn điện]. Vậy hệ thống tiếp địa thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt. Ta có sơ đồ bố trí cọc sau: 6.2 Tính toán bảo vệ chống sét 6.2.1 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Vì công trình cần bào vệ có phạm vi lớn, ta dùng vài cột chống sét cột phải cao gây khó khăn thi công, lắp ráp. Vì ta sẽu dụng nhiều cột phối hợp bảo vệ. 36 Phương án 1: dùng cọc thu lôi đặt góc tầng thượng. Đường kính đường tròn qua chân cột thu lôi đuọc xác định: Chiều cao hiệu dụng cột thu lôi: ≥ D/8 = 59,7/8 = 7,5 m Chọn cột thu lôi 8m, ta đặt cột thu lôi tầng thượng nên chiều cao thực tế cột thu lôi là: h = + 45,6 = 53,6 m Kiểm tra khoảng cách cột thu lôi theo điều kiện: l < 7h = 7. 54,6 =375,2 m, tức l = 52 [...]... thiết kế cung cấp điện vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới chât lượng điện Tổn thất càng nhỏ thì phương án kết hợp chi phí càng khả thi Vì thế tính toàn phải cho kết quả tổn thất trong mức cho phép Kết quả trên cho thấy tổn hao đề trong mức cho phép, thỏa mãn yêu cầu về kĩ thuật cung như kinh tế CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ Thiết kế cho một tầng điển hình của chung cư, phương án bố trí điện. .. hiện theo 2 phương án: phương án 1 – mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập; phương án 2 – chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng Phương án 1:Mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập Tính toán cho tầng cao nhất là tầng 12: 16 Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 12 là: l2= 3,8.12 = 44,6m Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 10,44 kVAr Thành phần của hao tổn điện áp: Qtâng x0 l2... của phương án thứ hai nhỏ hơn phương án thứ nhất, độ tin cậy cung cấp điện cao Vậy ta lựa chọn phương án sử dụng hai máy biến áp công suất 250kVA 2.3 Lựa chọn sơ đồ mạng điện 2.3.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài Khi lựa chọn sơ đồ cấp điện cho trung cư, các phụ tải thang máy, chiếu sáng sự cố v.v được coi là phụ tải loại một Bởi vậy nhất thiết phải có hai nguồn cấp điện Ta so sánh hai phương án chọn nguồn... chất lượng điện áp Phương án 2: Chọn một tuyến dây dọc chung cho 2 tầng một Sơ đồ đường dây lên các tầng Coi đường dây lên các tầng có phụ tải phân phối đều QΣsh x0 l 2 2.U 2 ∆Ux2% = 100 18 Trong đó Qsh = Psh Qsh Σ - tổng công suất phản kháng tính toán của phụ tải sinh hoạt tgϕsh = 209,45.0,51=106,81 kVAr; QΣsh x0 l 2 2.U 2 Vây: ∆Ux2% = 100 =.100 = 0,16% Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:... chính có trở lại Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nó còn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm… Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 32 m, trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 4,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau: - Từ trạm biến áp đến... Ct ; 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 [bảng 25.pl] Bảng 5b: Bảng giá trị hệ số Ct Cách điện Dân đồng Dây nhôm PVC(Polychlorure inyle) 115 76 PR(Polyethylenereticulé) 143 94 Thiết kế cung cấp điện cho một căn hộ gồm có 1 phòng bếp, 1 phòng... Lấy điện từ điểm đấu điện thứ hai cách chung cư 0,49 km và phương án thứ hai là dung máy phát điện diesel -Xét chi phí quy đổi của máy biến áp theo biểu thức: ZB = VB.pB + CB + Yth Với: VB – Vốn đầu tư của MBA CB – Chi phí tổn thất điện áp ∆A – Tổng thất điện năng c∆ – Giá thành tổn thất điện năng Với tuổi thọ công trình lấy bằng Th = 25 năm Từ đó ta có hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư là: Hệ số... bảo vệ cần thiết cho thiết kế mạng điện chánh được thiệt hại khi xảy ra sự cố Bao gồm đầy đủ các thiết bị bảo vệ 29 và được chọn kiểm tra đảm bào tiêu chuẩn, độ tin cậy và an toàn cung cấp điện trong mọi chế độ vận hành CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 4.1 Tổn thất điện áp Sơ đồ thay thế mạng điện: Tổn thất trong máy biến áp: Như đã chọn ở trên 2 máy biến áp 250 kVA Tổn thất điện áp : ∆U% = P... 8.550.000 5 6 7 8 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 6.1 Tính toán nối đất 34 Vì trạm biến áp của ta dùng cho chung cư là 250kVA (> 100kVA) vậy điện trở nối đất cho phép là k coc = 1,5 R td = 4Ω ρ0 = 75Ωm , điện trở suất của vùng đất trong điều kiện độ ẩm trung k ng = 2 bình( )là (với thanh nối ngang ) Do không có hệ thông tiếp địa tự nhiên nên điện trở của hệ thống tiếp địa nhân tạo là: R n.t... giá trị dòng điện làm việc cực đại chạy trên dây dẫn, được xác định theo biểu thức: n tbi I M = k dt ∑ Ilv.i i =1 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 . thiết kế. Sau một thời gian nghiên cứu làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Quang Khánh, đến nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian nghiên cứu và hoàn. (->ANC]^2) =2_ANC]M: `2)12((->?<#%#[a%=2_ ANCVM: `2)12(?< (L2=J(=2_ 2 ANCDb: `2)'(&ANCU: "'2#=(-F*+(S;K[c.CM*?< (d<C12('2#!. trên các đoạn đường dây theo phương án : ∆A 1 = 2 2 tan 2 tan U QP gg + .r 0 . ∑l 1 . τ 10 -3 =.1,84.296,4.2766,79.10 -6 = 0,577 kWh Chi phí do tổn thất là: C ∆A = c ∆ .∆A 1 =1500.0,577= 866,45.10 6