Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN TRƯỜNG TIỂU HỌC BẢN WORD gồm 5 chươngchương 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNGchương 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁNchương 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌCchương 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆNchương 5TỔNG CHI PHÍ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHỐNG SÉTNOTE: ngoài ra còn file cad, nếu muốn để lại gmail gửi cho
LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Cơng nghiệp điện lực giữ vai trị quan trọng cơng xây dựng đất nước Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Một lực lượng đông đảo cán kỹ thuật ngành điện lực tham gia thiết kế, lắp đặt cơng trình cấp điện Việc trang bị kiến thức hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt người, cung cấp điện cho thiết bị khu vực kinh tế, khu chế xuất, xí nghiệp cần thiết Thiết kế hệ thống cung cấp điện việc làm khó Một cơng trình điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn, ) Ngoài ra, người thiết kế cịn phải có hiểu biết định xã hội, môi trường, đối tượng cấp điện Cơng trình thiết kế q dư thừa gây lãng phí ngun vật liệu Cơng trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết, lợi nhuận) gây hậu khôn lường: gây cố điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng tài sản người dân Từ thực tiễn em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trường tiểu học quang trung”, với hướng dẫn TS - Nguyễn Tiến Dũng Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin cảm ơn, ghi nhận ý kiến góp ý tất thầy giáo em chân thành cảm ơn thầy giáo TS - Nguyễn Tiến Dũng hướng dẫn em hoàn thành đề tài TP Vinh, ngày … tháng … năm 2018 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TRƯỜNG TIỂU HỌC QUANG TRUNG 1.1 Giới thiệu Hình 1.1: Một số hình ảnh trường tiểu học quang trung Trường tiểu học quang trung bao gồm: dãy nhà học tầng, dãy nhà hành tầng tầng có phịng học y tế, phịng dành cho giáo viên, phòng thư viện đọc, phòng thực hành tin học…Phụ tải trường học chủ yếu phụ tải chiếu sáng quạt, máy lạnh Sau diện tích khu vực phịng học: - - Diện tích dãy nhà học bao gồm 24 phịng có diện tích là: 24 x7200 x6200 = 1071,36 m2 Diện tích dãy nhà hành là: 1056,976 m2 Diện tích sân trường: 9500 m2 - Nhà thi đấu: diện tích 299 m2 Nhà xử lý nước thải: diện tích 24m2 Nhà xử lý cấp nước: diện tích 32m2 - Nhà xe học sinh giáo viên: diện tích 480 m2 1.2 Sơ đồ mặt trường tiểu học quang trung CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT TÍNH TỐN 2.1 Giới thiệu phương pháp tính phụ tải tính tốn 2.1.1 Khái niệm phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn phụ tải khơng có thực, cần thiết cho việc chọn trang thiết bị CCĐ trạng thái vận hành hệ thống CCĐ Trong thực tế vận hành chế độ dài hạn người ta muốn phụ tải thực tế khơng gây phát nóng q mức trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), ngồi chế độ ngắn hạn khơng gây tác động cho thiết bị bảo vệ (ví dụ chế độ khởi động phụ tải cầu chì thiết bị bảo vệ khác khơng cắt) Như phụ tải tính tốn thực chất phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế vài phương diện Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố phụ tải gây phát nóng tổn thất tồn hai loại phụ tải tính tốn cần phải xác định: Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng Phụ tải tính tốn theo điều kiện tổn thất Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, khơng đổi tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên hiệu phát nhiệt lớn Phụ tải tính tốn theo điều kiện tổn thất: (thường gọi phụ tải đỉnh nhọn):Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất thời gian ngắn từ đến giây, chúng chưa gây phát nóng cho trang thiết bị lại gây tổn thất nhẩy bảo vệ làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất khởi động động đóng cắt thiết bị điện khác 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch trung bình bình phương Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số hình dạng Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 6 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm tổng sản lượng Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị 2.2 Xác định cơng suất phụ tải tính tốn trường học 2.2.1 Chia nhóm phụ tải trường học Để tiện cho việc xác định phụ tải tính tốn cấp điện cho trường ta chia phụ tải làm nhóm sau: • o o o o o o • o o o • • • Nhóm 1: Phịng học 1A,1B,1C,1D,1E,1G 2A,2B,2C,2D 3A,3B,3C,3D,3E 4A,4B,4C,4D 5A,5B,5C,5D Phịng đọc/thư viện, phịng ngoại ngữ Nhóm 2: Gồm phịng hành Phịng hiệu trưởng, phó hiệu trưởng,phịng đội,y tế, kế tốn,giáo viên, Phịng truyền thống,hội trường,tin học Phịng chia thức ăn, nhà bếp Nhóm 3: Nhà vệ sinh Nhóm 4: Nhà thi đấu Nhóm 5: Nhà xe, bảo vệ 2.2.2 Xác định cơng suất đặt nhóm phụ tải 2.2.2.1 Phương pháp tính tốn chiếu sáng Sử dụng phương pháp chiếu sáng chung kết hợp với chiếu sáng cục (những khu vực có nhu cầu độ rọi đặc biệt) Về phương diện chiếu sáng sử dụng đèn huỳnh quang 36W đèn compact 18W, 22W nhằm đạt tiêu độ rọi đây: Bảng 2.1: Độ rọi yêu cầu số địa điểm chiếu sáng Phịng đợi, sảnh 75-100 lux Các phịng làm việc, văn phịng, cơng sở 300-500 lux Khu vực cửa hàng, nhà hàng 300-500 lux Phòng khách/sinh hoạt chung 180-200 lux Phòng bếp 200-250 lux Phòng ngủ/phòng tắm 150-180 lux Sảnh phụ/hành lang 50-100 lux Khu vệ sinh công cộng, hành lang 30-50 lux Căn vào quang thơng trung bình đơn vị diện tích biết trước, sở xác định số lượng công suất đèn cần phải lắp đặt Tổng quang thông đèn chiếu sáng xác định: φΣ = E yc S.k dt η kld Trong đó: φΣ tổng quang thông đèn gây nên diện tích S (lm) E yc độ rọi yêu cầu (lux) η kdt kld hiệu suất đèn hệ số dự trữ, thường lấy 1,2 – 1,3 hệ số lợi dụng quang thông đèn Hệ số lợi dụng quang thông đèn phụ thuộc vào hệ số không gian k kg, hệ số phản xạ tường, trân Hệ số sử dụng Bảng 2.2: Hệ số sử dụng số loại đèn thông dụng Hệ số phản xạ: Bảng 2.3: Giá trị hệ số phản xạ,% ρ Đặc điểm trần ,nền Màu trắng, thạch cao Màu sáng, nhạt Vàng,lục,xi măng Gạch đỏ,màu rực rỡ Màu tối 0,8 0,7 0,5 0,3 0,1 Hệ số không gian tính theo biểu thức: kkg = a.b h( a + b) Trong đó: a,b,h kích thước phịng chiếu sáng Cách chọn kiểu đèn dựa theo tiêu chí: Nhiệt độ màu θm áp dụng biểu đồ Kruithof Chỉ số hoàn màu IRT Hiệu suất sáng tuổi thọ bóng đèn Bảng 2.4: Độ rọi yêu cầu ứng với nhiệt độ màu (môi trường tiện nghi) E,lux 50 100 150 θ K 2300-2800 2500-3200 2700-3500 , E,lux 300 400 500 θ K 2900-4200 3000-4600 3100-5100 , Từ ta xác định số lượng bóng cần chiếu sáng: N= 200 2800-3800 1000 ≥ 3300 φΣ φbong 2.2.2.2 Tính tốn cơng suất cho nhóm Nhóm 1: Phòng học: chiều dài a=7,2(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều cao h=3,5(m) Trần màu trắng, tường màu vàng sàn lát gạch sáng màu - Tính tốn chiếu sáng E yc = 300lux Dựa vào bảng 2.1 ta chọn độ rọi yêu cầu cho phòng học E yc = 300lux Chọn kiểu đèn: Theo biểu đồ Kruithorf ứng với độ rọi 3000 K có nhiệt độ màu Ta chọn đèn huỳnh quang kiểu TFP36 dài 1,2(m), quang thông 6051(lm), nhiệt độ màu 3000 K P = 36(W) cơng suất Bố trí trèn đơi ngầm trần có hiệu suất η = 0,58 Tra bảng 2.2 ta biết hệ số phản xạ trần tường là: 0,7:0,5;0,3 Hệ số không gian kkg = a.b 7, 2.6, = = 0,95 h(a + b) 3,5(7, + 6, 2) 10 Dòng điện làm việc: I tt _ T _ N = Ptt _ T _ N 3.U dm cos ϕtb = 8, 278 = 14, 796( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình công cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x2,5+1x1,5mm2, có dịng điện cho phép Icp = 21A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.21 = 15,792 > 14,796 (Thoả mãn điều kiện) + Từ tủ phân phối nhóm tới tủ điện tầng nhóm Cơng suất tính tốn là: Ptt_T1_N1 = 5,184 (kW) Dịng điện làm việc: I tt _T1_N1 = Ptt _ T 1_ N 3.U dm cos ϕtb = 5,184 = 9, 266( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x1,5+1x1mm2, có dịng điện cho phép Icp = 15,5 A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0,752.15,5 = 11,656 > 9,266 (Thoả mãn điều kiện) + Từ tủ phân phối nhóm tới tủ điền tầng nhóm Cơng suất tính tốn là: PttĐ1-1 = 5,184 (kW) Dịng điện làm việc: I tt _ T 3_ N = Ptt _ T 3_ N 3.U dm cos ϕtb = 5,184 = 9, 266( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x1,5+1x1mm2, có dịng điện cho phép Icp = 15,5A 35 Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.15,5 = 11,656 > 9,266 (Thoả mãn điều kiện) b) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối nhóm + Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ phân phối nhóm Cơng suất tính tốn nhóm là: Ptt_N2 = 25,932kW Dịng điện làm việc nhóm là: I tt _N = Ptt _N 3.U dm cos ϕtb = 25,932 = 46,352( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp vỏ PVC 3x16+1x10mm2, có dịng điện cho phép Icp = 68A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.68 = 51,13 > 46,352 (Thoả mãn điều kiện) + Từ tủ phân phối nhóm tới tủ điền tầng nhóm Cơng suất tính tốn là: Ptt_T1_N2 = 14,2304 (kW) Dịng điện làm việc: I tt _ T 1_ N = Ptt _ T 1_ N 3.U dm cos ϕtb = 14, 2304 = 25, 436( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x6+1x4mm2, có dòng điện cho phép Icp = 50A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.50 = 27,072 > 25,436 (Thoả mãn điều kiện) + Từ tủ phân phối nhóm tới tủ điền tầng nhóm Cơng suất tính tốn là: Ptt_T2_N2 = 11,7016 (kW) Dòng điện làm việc: 36 I tt _ T _ N = Ptt _T _N 3.U dm cos ϕtb = 11, 7016 = 20,916( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x4+1x2,5mm2, có dịng điện cho phép Icp = 28A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.28 = 21,056 > 20,916 (Thoả mãn điều kiện) c) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối nhóm Cơng suất tính tốn nhóm là: Ptt_N3 = 0,2304 (kW) Dịng điện làm việc: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 0, 2304 = 0, 411( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình công cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x1.5+1x1mm2, có dịng điện cho phép Icp = 15.5A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.15.5 = 11,656 > 0,411 (Thoả mãn điều kiện) d) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối nhóm Cơng suất tính tốn nhóm là: Ptt_N4 = 0,3168 (kW) Dịng điện làm việc nhóm là: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 0,3168 = 0,566( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x1,5+1x1mm2, có dòng điện cho phép Icp = 15,5A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: 37 Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.15,5 = 11,656 > 0,566 (Thoả mãn điều kiện) e) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối nhóm Cơng suất tính tốn nhóm là: Ptt_N5 = 2,1952 (kW) Dòng điện làm việc nhóm là: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 2,1952 = 3,9238( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x1,5+1x1mm2, có dịng điện cho phép Icp = 15,5A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có: Khc.Icp ≥ Ilvmax ⇒ 0.752.50 = 11,656 > 3,9238 (Thoả mãn điều kiện) 4.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ Aptomat khí cụ điện hạ áp làm nhiệm vụ đóng cắt mạch phụ tải bảo vệ tải, ngắn mạch Để lựa chọn aptomat thích hợp, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần phối hợp với điều kiện liên quan điện áp dòng điện làm việc Điều kiện chọn kiểm tra aptomat: UđmATM > Uđmmang IđmATM > Ilvmax Dựa vào phụ tải tính tốn tồ nhà ta phân loại thành tủ phân phối bố trí aptomat bảo vệ cho mạch sau: - Atomat cho nhóm - Atomat cho nhóm - Atomat cho nhóm - Atomat cho nhóm - Atomat cho nhóm 38 4.2.1 Chọn atomat cho nhóm + Dịng điện làm việc nhóm 1: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 18,6464 = 33,3297( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Cực I dm U dm ABH 103a 40A 380V 4.2.2 Chọn atomat cho nhóm + Dịng điện làm việc nhóm 2: I tt _N = Ptt _N 3.U dm cos ϕtb = 25,932 = 46,352( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Cực I dm U dm ABH 103a 50A 380V 4.2.3 Chọn atomat cho nhóm + Dịng điện làm việc nhóm 3: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 0, 2304 = 0, 411A 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Cực I dm U dm ABE 53a 16A 380V 39 4.2.4 Chọn atomat cho nhóm + Dịng điện làm việc nhóm 4: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 0,3168 = 0,566( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thông số kỹ thuật sau: Loại Cực I dm U dm ABE 53a 16A 380V 4.2.5 Chọn atomat cho nhóm + Dịng điện làm việc nhóm 5: I tt _ N = Ptt _ N 3.U dm cos ϕtb = 2,1952 = 3,9238( A) 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Cực I dm U dm ABE 53a 16A 380V 40 CHƯƠNG 5: TỔNG CHI PHÍ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 5.1 Đặc tính sét nguy hiểm cháy nổ sét gây Sét phóng điện khí đám mây đất, hay đám mây mang điện tích trái dấu Trước có phóng điện sét có phân chia tích lũy mạnh điện tích đám mây giơng tác dụng luồng khơng khí nóng thổi bốc lên nước ngưng tụ đám mây Các đám mây mang điện kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng phần khác đám mây Phần đám mây giơng thường tích điện âm Các đám mây với đất hình thành tụ điện mây - đất Ở phần đám mây thường tích lũy điện tích dương Cường độ điện trường mây - đất tăng dần lên chỗ cường độ đạt tới trị số tới hạn 25 - 30 kV/cm khơng khí bị ion hóa bắt đầu trở nên dẫn điện Sự phóng điện sét chia thành giai đoạn: Giai đoạn phóng điện tiên đạo bậc, giai đoạn phóng điện chủ yếu, giai đoạn kết thúc di chuyển mây mà từ bắt đầu phóng điện lóe sáng biến Thường phóng điện sét gồm loạt phóng điện dịch chuyển điện tích từ phần khác đám mây Tiên đạo lần phóng điện sau theo dịng bị ion hóa ban đầu, chúng phát triển liên tục gọi tiên đạo dạng mũi tên Dòng điện sét ghi máy sóng cực nhanh Hai tham số quan trọng dòng điện sét biên độ Is độ dốc đầu sóng a Biên độ dịng điện sét khơng vượt q 200 - 300 kA, trường hợp dòng điện sét lớn 100 kA Do đó, theo tầm quan trọng cơng trình bảo vệ, tính tốn thường lấy dòng điện sét 50 - 100 kA Độ dốc cực đại đầu sóng dịng điện sét thường khơng vượt q 50 kA/µgy Biên độ dịng điện sét lớn độ dốc đầu sóng lớn Vì vậy, với dịng điện sét tính 41 tốn 100 kA lớn thường lấy độ dốc đầu sóng trung bình 30 kA/µgy, cịn dịng điện sét tính tốn nhỏ 100 kA độ dốc đầu sóng lấy khoảng 10 kA/µgy Sét đánh vào phận cơng trình khơng bảo vệ thường kèm theo dịng điện chạy qua gây thiệt hại lớn, đặc biệt nguy hiểm đến tính mạng người Dịng điện làm tăng đột ngột nhiệt độ chỗ tia sét phóng điện chỗ tia sét phóng xuống gây áp suất lớn phá hủy phận cơng trình Khi sét đánh xuống vật dẫn kim loại có tịa nhà khơng làm nóng chảy mà cịn làm cháy dây dẫn có dịng điện sét chạy qua Khi sét đánh, vật dẫn giải phóng lượng nhiệt lớn, dây nhỏ làm nóng chảy chí bốc kim loại, chỗ dây đứt hay tiếp xúc thường xuất tia lửa Khi sét đánh vào vật dẫn tòa nhà, dịng điện sét truyền tới thiết bị điện, dòng điện sét làm tăng nhiệt độ đột phá hủy chế độ hoạt động thiết bị điện gây chập, cháy thiết bị điện 5.2 Cấu tạo, chức hệ thống chống sét Các phận hệ thống chống sét bao gồm: - Bộ phận thu sét - Bộ phận dẫn dòng điện sét xuống đất (dây dẫn điện sét) - Bộ phận tiêu tán dòng điện sét vào đất (hệ thống nối đất bảo vệ) Ngồi cịn có loại mối nối, điểm kiểm tra đo đạc Những nguyên tắc bảo vệ nhà cơng trình nhờ cột thu sét gọi cột thu lôi không thay đổi từ năm 1750 B.Franklin kiến nghị thực cột cao có đỉnh nhọn kim loại nối đến hệ thống nối đất Khi có đám mây tích điện tích âm qua đỉnh cột thu lơi (có chiều cao mặt đất có điện so với đất xem khơng), nhờ cảm ứng tĩnh điện đỉnh cột thu lơi nạp điện tích dương Do đỉnh thu lôi nhọn nên cường độ điện trường vùng lớn Điều tạo nên dễ dàng kênh phóng điện từ đầu cột thu lơi đến đám mây tích điện tích âm, có dịng điện phóng từ đám mây xuống đất 42 Sét đánh theo quy luật xác suất chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố Do việc xác định xác khu vực hướng đánh sét khó đảm bảo xác suất 100% hướng sét đến thu lơi chống sét Từ phân tích cho thấy, chức hệ thống chống sét thu hút sét đánh vào chuyển dịng điện sét tạo xuống đất cách an toàn, tránh sét đánh vào phần kết cấu khác cần bảo vệ cơng trình 5.3 Sự cần thiết việc phịng chống sét cho cơng trình 5.3.1 Ngun tắc chung Các cơng trình có nguy cháy nổ cao nhà máy sản xuất thuốc nổ, kho chứa nhiên…cần bảo vệ cao khỏi nguy bị sét đánh Đối với cơng trình khác, cần thiết bảo vệ chống sét rõ ràng, ví dụ: - Nơi tụ họp đơng người - Nơi cần phải bảo vệ dịch vụ công cộng thiết yếu - Nơi mà quanh khu vực thường xuyên xảy sét đánh - Nơi có kết cấu cao đứng độc lập - Nơi có cơng trình có giá trị văn hóa lịch sử - Nơi có chứa loại vật liệu dễ cháy nổ Tuy nhiên, nhiều trường hợp khơng thể định cơng trình có hay khơng có hệ thống chống sét Bởi vậy, trường hợp cần xem xét nhiều yếu tố ảnh hưởng đến xác suất sét đánh phân tích hậu Mặc khác, số yếu tố khơng thể đánh giá chúng bao trùm lên tất yếu tố khác Ví dụ như, u cầu khơng xảy nguy tránh sống người việc tất người sống tịa nhà ln cảm thấy an tồn định câu hỏi theo hướng cần có hệ thống chống sét, thơng thường điều khơng cần thiết Khơng có hướng dẫn cụ thể cho vấn đề tiến hành đánh giá vào xác suất sét đánh vào cơng trình yếu tố sau: - Cơng tịa nhà - Tính chất việc xây dựng tòa nhà 43 - Giá trị vật thể tòa nhà hậu sét đánh gây - Vị trí tịa nhà - Chiều cao cơng trình 5.3.2 Xác định xác suất sét đánh vào cơng trình Xác suất sét đánh vào cơng trình năm, P xác định sau: P = Ac.Ng.10-6 Trong đó: Ng: Mật độ sét phóng xuống đất - số lần sét phóng xuống mặt đất km2 năm Ac: Diện tích thu sét hữu dụng, m2 Diện tích thu sét hữu dụng kết cấu diện tích mặt cơng trình kéo dài tất hướng có tính đến chiều cao Cạnh diện tích thu sét hữu dụng mở rông từ cạnh kết cấu khoảng chiều cao kết cấu điểm tính chiều cao Ví dụ, tịa nhà hình chữ nhật đơn giản có chiều dài L, chiều rộng W, chiều cao H (đơn vị tính m), diện tích thu sét hữu dụng có độ dài (L+2H) m chiều rộng (W+2H) m với góc trịn tạo 1/4 đường trịn có bán kính H Như diện tích thu sét hữu dụng là: A c = LW + 2LH + 2WH + πH 5.3.3 Xác định xác suất sét đánh tổng hợp Xác suất sét đánh tổng hợp xác định theo biểu thức: Pth = P.A.B.C.D.E Trong đó: P: Xác suất sét đánh vào cơng trình năm + Giá trị hệ số A theo dạng cơng trình + Giá trị hệ số B theo dạng kết cấu cơng trình + Giá trị hệ số Ctheo công sử dụng + Giá trị hệ số D theo mức độ cách ly 44 + Giá trị hệ số E theo dạng địa hình Sau xác định xác suất sét đánh tổng hợp, so sánh với xác suất sét đánh cho phép P0 = 10-5 Nếu xác suất sét đánh tổng hợp lớn xác suất sét đánh cho phép năm cơng trình cần phải có hệ thống chống sét 5.4 Tính tốn chống sét Để xác định liệu có cần đến hệ thống chống sét hay khơng, tính hệ số rủi ro tổng hợp sau: - Xác định số lần sét đánh 1km năm: Trên sở số liệu mật độ sét đánh địa danh Việt Nam, TP Vinh, Nghệ An ta xác định giá trị N g 8,2 lần sét đánh xuống đất 1km2 năm - Xác định xác suất sét đánh tổng hợp Pth, ta xác định hệ số: + Giá trị hệ số A theo dạng cơng trình, trường tiểu học Quang Trung dạng cơng trình trường học nên A = 1,7 + Giá trị hệ số B theo dạng kết cấu cơng trình trường tiểu học Quang Trung dạng cơng trình bê tơng cốt thép có mái kim loại nên B= 0,1 + Giá trị hệ số C theo công sử dụng, trường tiểu học Quang Trung dạng cơng trình trường học nên C = 1,7 + Giá trị hệ số D theo mức độ cách ly, trường tiểu học Quang Trung dạng cơng trình xây dựng có cơng trình khác xanh có chiều cao tương đương nên D = 1,0 + Giá trị hệ số E theo dạng địa hình, trường tiểu học Quang Trung thuộc dạng địa hình đồng nên E = 0,3 Tích hệ số = A.B.C.D.E = 1,7.0,1.1,7.1,0.0,3 = 0,0867 - Xác định diện tích thu sét hữu dụng Ac: Áp dụng cơng thức tính diện tích thu sét hữu dụng tính sau: Một trường học có dạng hình chữ nhật đơn giản có chiều dài L, chiều rộng W, chiều cao H (đơn vị tính m), diện tích thu sét hữu dụng có độ dài (L+2H) m chiều rộng (W+2H) m với góc trịn tạo 1/4 đường trịn có bán kính H Như diện tích thu sét hữu dụng Ac là: 45 A c = LW + 2LH + 2WH + πH = 85,24.12,5 + 2.85, 24.41,04 + 2.12,5.41,04 + 3,14.41,042 = 14376,64m - Xác định xác suất sét đánh P: Áp dụng cơng thức tính xác suất sét đánh năm là: P = Ac.Ng.10-6 = 14376,64.8,2.10-6 =0,117 Xác suất sét đánh tổng hợp: PthA0 = P.A.B.C.D.E =0,117.0,0867 = 1,014.10-2 Vậy: Pth = 1,014.10-2 > P0 = 10-5, cơng trình cần lắp đặt hệ thống chống sét 5.5 Tính tốn chọn đầu thu sét Ta chọn đầu thu sét PULSAR IMH-1812 có đầu thu sét đồng tiết diện 160mm2, đỉnh kim thu sét đặt cao mặt mái 5m, dây dẫn sét kim thu sét nối khớp nối có khả tiếp xúc tốt, chống ăn mòn cao, Trụ đỡ kim thu sét có tăng néo trụ đỡ kim thu sét thép mạ kẽm, nối điểm cuối dây neo với dây dẫn sét vật liệu đồng trần điện phân mạ thiếc - Số lượng đầu thu sét cơng trình tính toán phần sau Dây dẫn sét nối vào vị trí chúng gần nối trực tiếp Đường dây dẫn sét chủ yếu thẳng, không dọc hay ngang qua đường dây điện lực, dọc theo tường nhà không qua cấu trúc nhơ cơng trình, khơng qua lan can 1m dây cố định kẹp giữ, không ảnh hưởng tới cấu trúc cơng trình Dây dẫn sét bọc vỏ kim loại trước tiếp xúc với hệ thống nối đất khoảng 2m kể từ mặt đất,dây làm cáp đồng trần, tiết diện 70mm2 5.6 Tính tốn kiểm tra vùng bảo vệ chống sét cho cơng trình Để xác định cấp bảo vệ chống sét cơng trình cần phải xác định xác suất sét đánh vào cơng trình (Nd) xác suất sét đánh cho phép (Nc) từ xác định hệ số E Xác định xác suất sét đánh vào cơng trình (Nd): (lần/năm) Trong đó: 46 Ngmax = 2Ng C1 = 0,5 tra bảng B2 Tiêu chuẩn NFC17:102:1995 Ac tính theo công thức: Ac = LW + 6H(L+W) + 9πH2 = 85,24.12,5+6.41,04.(85,24+ 12,5) + 9.3,14.41,042 Ac = 72730,8m2 Suy ra: N d = 2.8, 2.72730,8 .0,5.10 −6 = 0,596 (lần/năm) Xác định xác suất cho phép Nc: Tần số sét đánh chấp nhận tính theo cơng thức sau: Nc = 5,5 C C = C2.C3.C4.C5 Trong đó: - Nc: Tần số sét đánh chấp nhận - C2: Hệ số phụ thuộc cấu trúc cơng trình, tra bảng B5 tiêu chuẩn NFC 17:102:1995 - C3: Hệ số phụ thuộc vật liệu chứa cơng trình, tra bảng B6 Tiêu chuẩn NFC17:102:1995 - C4: Hệ số phụ thuộc tính cơng trình, tra bảng B7 tiêu chuẩn NFC17:102:1995 - C5: Hệ số phụ thuộc vào tác hại sét, tra bảng B8 tiêu chuẩn NFC17:102:1995 Tra bảng từ bảng đến bảng NFC 17:102:1995, ta xác định hệ số: C2 = 1, Kết cấu cơng trình loại thường C3 = 1, Giá trị bình thường có khả bắt lửa C4 = 1, Có người làm việc thường xun C5 = 5, Cơng trình u cầu hoạt động liên tục, có tác hại mơi trường 47 Từ cơng thức ta có: C = 1.1.1.5 = Ta có, tần số sét đánh chấp nhận là: Nc = 5,5 = 1,1 Với: Nd = 0,596 < Nc = 1,1 nên cơng trình khơng phải lắp đặt hệ thống chống sét - Xác định bán kính bảo vệ đầu thu sét: Nd < Nc = 1,1 nên lấy Rbv = Rtt = 22m (vì bán kính bảo vệ thực tế đầu thu sét PULSAR 22m) Vì chiều dài dãy nhà lớn đường kính bảo vệ chống sét thực tế.Do dãy nhà tầng ta lắp đặt 01 đầu chống sét có bán kính bảo vệ thực tế 22m, dãy nhà tầng ta lắp đặt 02 đầu chống sét cơng trình nằm hồn tồn vùng bảo vệ hệ thống chống sét 5.7.Tính tốn hệ thống nối đất bảo vệ chống sét cơng trình Ta chọn hệ thống nối đất bảo vệ chống sét gồm 14 cọc, cắm thành 02 dãy, dãy dài 18,4m sử dụng 07 cọc Sử dụng cọc thép trịn đặc có đường kính 16mm dài 2,4m, chơn sâu cách mặt đất 0,7m, cọc liên kết với nối trịn có đường kính 9,44mm Sau bước kiểm tra hệ thống nối đất bảo vệ chống sét cơng trình chọn B1: Xác định điện trở khuếch tán cọc R1c: R 1c = 0,366 2l 4t + l ρtt lg + lg l d 4t − l R1c = 0,366 2.2, 4.1,9 + 2, 300 lg + lg = 119,8 Ω −3 2, 4.1,9 − 2, 16.10 Trong đó: ρ tt = K maxđo.ρ = 1,5.2.102 = 300 Ω.m 48 l 2, t = h + = 0,7 + = 1,9 m 2 h: khoảng cách từ mặt đất đến đỉnh cọc chôn đất l: chiều dài cọc d: đường kính cọc B2: Xác định điện trở khuếch tán cọc Rc: Rc = R1c 119,8 = = 26 n.ηc 7.0,658 ηt = 0,658 Trong đó: B3: Xác định điện trở khuếch tán nối: 0.366 L2 0,366 18, 42 = ρtt lg = 300.lg = 28,1 Ω L d.t 18, 9, 44.10−3.0,7 R t ( tròn ) B4: Xác định điện trở khuếch tán nối có xét đến hệ số sử dụng R’t: R 't = Trong đó: Rt 28,1 = = 38,58 Ω ηt 0,7285 η t = 0,7285 B5: Xác định điện trở khuếch tán hệ thống nối đất bảo vệ Rnđ: R nđ = R c R 't 26.38,58 = = 15,53 Ω ' R c + R t 26 + 38,58 R nđht = R n đ 15,53 = = 7,765 Ω 2 R n đht = 7,765 < R cp = 10 Ω B6: Từ kết tính tốn ta có: Vậy hệ thống nối đất sử dụng dãy cọc, dãy cọc hợp lý 49 ... CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌC 3.1 Các phương án cung cấp điện Mạng điện hạ áp hiểu mạng động lực chiếu sáng với cấp điện áp thường 380/220 V Sơ đồ nối dây mạng động lực... nhận thấy đặc điểm trường học để đảm bảo tính kính tế kỹ thuật ta lựa chọn phương án cung cấp điện sơ đồ hình tia kết hợp với sơ đồ đường trục để cấp điện cho trường học Sơ đồ mặt dây tổng thể... đầu tư lớn Vì sơ đồ nối dây hình tia dùng cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại loại - Sơ đồ phân nhánh có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia loại sơ đồ dùng cung cấp điện cho hộ tiêu