Đồ Án môn học Điện dân dụng

KHOA ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN DÂN DỤNG Lớp học phần Tên đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt cho căn nhà 2 tầng Cho biết 1 Sơ đồ mặt bằng tầng 1 và tầng 2; chiều cao tầng 1 bằng 4,0m, chiều cao tầng 2 bằng 3,8m SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TẦNG 1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TẦNG 2 2 Thiết bị điện có trong căn nhà Tên thiết bị và số lượng được cho trong bảng 12 TT Tên thiết bị Số lượng 1.

KHOA ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN DÂN DỤNG Sinh viên: NGUYỄN VĂN TÚ MSSV: K185520201030 Lớp học phần: Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt cho nhà tầng Cho biết: Sơ đồ mặt tầng tầng 2; chiều cao tầng 4,0m, chiều cao tầng 3,8m SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TẦNG 1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TẦNG 2 Thiết bị điện có nhà: Tên thiết bị số lượng cho bảng T T Tên thiết bị Số lượng Đèn chiếu sáng 27 Điều hoà 3 Quạt treo tường Quạt trần Tủ lạnh Nồi cơm điện Lị vi sóng T T Tên thiết bị Bình nóng lạnh Số lượng Máy vi tính 10 Máy giặt 11 Bàn 12 Ti vi 13 Máy bơm nước 14 Đầu thu KTS HD Yêu cầu: Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho nhà tầng Tính chọn điều hịa nhiệt độ Tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Thiết kế hệ thống nối đất chống sét Bản vẽ: 03 A0 Thái Nguyên, ngày 22 tháng năm 2021 Bộ môn Kỹ thuật điện Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Văn Huỳnh MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ Yêu cầu hệ thống chiếu sáng Ngày nhu cầu chiếu sáng dân dụng cho nhà chung cư khơng địi hỏi mặt lượng ánh sáng mà đỏi thẩm mỹ khả tiết kiệm điện Vì thiết kế khơng gian chiếu sáng gia đình trọng nhằm tạo nên hữu để phục vụ sinh hoạt đồng thời tăng cường tính thẩm mỹ nhà a Một hệ thống chiếu sáng tốt Là hệ thống chiếu sáng phải cung cấp m ộ t s ố lư ợ n g n h s n g đ ầy đ ủ v loại n h s n g nghĩa b Các hình thức chiếu sáng - Chiếu sáng nhà - Chiếu sáng trời - Chiếu sáng trực tiếp - Chiếu sáng gián tiếp c Mục tiêu - Đáp ứng đủ điều kiện ánh sáng sinh hoạt, làm việc Khơng có tượng thiếu sáng, nhấp nháy sáng, khơng gây chói lóa - Đáp ứng tiêu chuẩn mật độ công suất, sử dụng lượng hiệu - Lựa chọn nhiệt độ màu ánh sáng phù hợp: 2700K (ánh sáng vàng), 5500K (áng sáng vàng nhạt), 6500K (ánh sáng trắng) Trong ý nghĩa đơn vị tính quan trọng: - Độ rọi (lux): mật độ lượng ánh sáng tính diện tích 1m2 - Chỉ số hồn màu: số độ trung thực màu sắc vật thể nhìn vào (ở điều kiện ánh sáng đầy đủ ngồi trời vào ban ngày, số hoàn màu 100 màu sắc vật thể trung thực nhất; vào ban đêm sử dụng ánh sáng đèn, màu sắc vật thể bị thay đổi hay nhiều nguồn sáng) - Mật độ công suất (W/m2): sử dụng để đáp ứng tiêu chuẩn sử dụng lượng hiệu Sử dụng công suất nhiều gây tốn điện, lãng phí tài ngun quốc gia - Hệ số chói lóa: độ chói ánh sáng phản chiếu vào mắt, cao gây hại cho mắt Các thơng số để tính tốn chiếu sáng nhà a Quang thông Quang thông công suất phát sáng, đánh giá cảm giác với mắt thường người hấp thụ xạ, đơn vị : lumen (lm) Φ= Trong đó: E yc S.K dt η.K sd a + b2 S - diện tích mặt phẳng làm việc (m ) E y c - độ rọi yêu cầu mặt phẳng làm việc (lx) η - hiệu suất đèn K s d - hệ số lợi dụng quang thông K d t hệ số dự trữ b Độ rọi Độ rọi mật độ phân bố quang thông Φ bề mặt c hiếu sáng, đơn vị lux (lx) Là tiêu chuẩn để thiết kế c hiếu sáng E= Φ S Trong : Φ – quang thơng (lm) S – diện tích mặt phẳng làm việc (m ) c Hiệu suất c hiếu sáng đèn η Hiệu suất c hiếu sáng đèn tỷ số theo phần trăm quang thơng khỏi đèn quang thơng bóng đèn xạ d Hệ số dự trữ K d t Để bù lại suy giảm quang thơng đèn q trìn h sử dụng người ta dùng i niệm hệ số dự trữ K d t (thường lấy K d t = 1,25 ÷ 1,6 tra bảng) e Hệ số sử dụng quang thông K s d Hệ số sử dụng quang thông, tỷ số quang thông mặt làm việc với tồn quang thơng đèn phụ thuộc vào: Loại đèn, tỷ số treo đèn J, hệ số phản xạ bề mặt phịng, hệ số khơng gian phịng (tra bảng) f Độ cao treo đèn cách bố trí đèn Độ cao treo đèn H: khoảng cách từ tâm đèn đến mặt làm việc h’ khoảng cách từ đèn đến trần h LV = 0,8 m khoảng h từ sàn đến mặt làm việc Trong tính toán người ta đưa tỷ số treo đèn : J= Chọn 0 ≤ J ≤ 1/3 H' H+h' , thường chọn J = J = 1/3 Các h bố trí đèn : a) Bố trí đèn hìn h chữ nhật b) Bố trí đèn hìn h thoi Khoảng cách tốt nhất: Hình a L = M, hình b L = q = (0,3÷0,5)L, p = (0,3÷0,5)M, tỷ số L H hợp lý cho bảng 5.7 g Hệ số khơng gian phịng K (chỉ số phòng) K= a.b H.(a+ b) 3M , h Tỷ lệ độ rọi bình quân so với độ rọi tối thiểu (Z) Z= E tb E Z nói lên mức độ không đồng độ rọi mặt công tác, loại đèn đặt vị trí có lợi Z = 1,1 ÷ 1,2, phịng có diện tích S < 100m Z = q Số lượng đèn n= Φt Φđ Φ t - tổng quang thơng cần thiết xác định Φ đ - quang thông cần thiết đèn đèn Các phương pháp tính tốn thiết kế chiếu sáng nhà a Phương pháp hệ số sử dụng - Căn vào sử dụng loại đèn tra bảng tìm L/H Dựa vào thơng số phịng bố trí đèn tính số đèn Dựa vào thơng số phịng bố trí đèn tính số đèn Từ số phịng, độ phản xạ trần, tường, tra bảng tìm K s d Tính quang thơng đèn : Φ = E Z.S.K dt η.K sd - Từ Φđ, tra bảng 5.5 tìm cơng suất đèn P đ , từ tính cơng suất chiếu sáng phịng : P = P đ n Trong : P đ – Công suất đèn n – Số đèn b Phương pháp tính gần với đèn nung sáng * Cách thứ - Căn vào yêu cầu chiếu sáng tra bảng, để xác định khoảng: Suất chiếu sáng P (W/m ), độ treo cao đèn H, cơng suất bóng đèn P đ Độ rọi E - Chọn: P ; H; P đ ; E - Tính cơng suất chiếu sáng tổng P = P S (W) - Tính số đèn n = P/P đ Căn vào điều kiện kiến trúc yêu cầu chiếu sáng bố trí đèn cho hợp lý Khi cần kiểm tra tỷ số L/H độ rọi chung * Cách thứ - Dựa vào bảng tính sẵn độ rọi tiêu chuẩn với cơng suất 10W/m Các bước tính sau: - Tính cơng suất phụ tải chiếu sáng 1m : Ptc = 10.E K dt E tc - Tính cơng suất tổng phịng P = P t c S - Tính số đèn n = P/P đ - Căn vào điều kiện kiến trúc yêu cầu chiếu sáng bố trí đèn cho hợp lý c Phương pháp tính gần với đèn huỳnh quang Phương pháp người ta tính sẵn phòng chiếu sáng hai đèn ống 30 W (30.2 = 60W) có độ rọi định mức E đ m = 100 Lux Dùng đèn 30 W có quang thơng 1230 lm Các kết tính tốn thể bảng 5.8 Trong tính tốn người ta chấp nhận quy định sau: Với a chiều rộng, H chiều cao phòng : - Phòng gọi rộng - Phòng gọi vừa a ≥4 H0 a =2 H0 a Qmax + Qmin Từ suy chọn điều hịa loại tên mã sản phẩm - Công suất tiêu thụ: Pdh = Ktk x Kqđ/2.4 x Qđh (w) Qđh : Công suất lạnh điều hòa chọn Ktk : Hệ số tiết kiệm điện Kqđ : Hệ số quy đổi công suất lạnh - Giới thiệu số tính điều hịa mà chọn : - Thơng số điều hòa Chọn phòng lắp đặt điều hòa Ta thường lắp điều hòa nơi : Phịng ngủ, phịng khách, phịng làm việc II TÍNH CHỌN ĐIỀU HỒ Phịng khách + phịng bếp - Kích thước phịng: • Chiều dài a: 6,8m • Chiều rộng b: 4,9m • Chiều cao ht : 4m  Diện tích phịng là: S= a.b = 6,8×4,9= 33,32 (m ) Công suất làm lạnh: S Qmin = x 1000 = 33,32 ×1000 = 16660 (BTU/h) Qmax = S x 1000 = 33,32 x 1000 = 33320 (BTU/h)  Vậy ta chọn điều hòa panasonic mã sản phẩm CU/CS-E28NFQ (2 chiều) có cơng suất lạnh 24600 BTU • Cơng suất tiêu thụ: K tk K qd × Qdh 2, 0,86.0, 231 × 24600 = 2036,3(W) 2, Pđh = = Với Ktk= 0,86 Kqđ= 0,231 ( bảng 1.6: bảng tra thơng số điều hồ nhiệt độ) 2.Phịng ngủ Thơng số phịng: + Chiều dài: a = 4,3m + Chiều rộng: b = 3,7m + Chiều cao: h = 3,8m  Diện tích phịng: S = a.b = 4,3×3,7 = 15,91(m ) Cơng suất làm lạnh: S Qmin = x 1000 = 15,91 × 1000 = 7955 (BTU/h) Qmax = S x 1000 = 15,91x 1000 = 15910 (BTU/h)  Vậy ta chọn điều hòa panasonic mã sản phẩm CS-CU E9 PKH-8 (2 chiều) có cơng suất lạnh 9000 BTU • Cơng suất tiêu thụ: K tk K qd 2, × Qdh 0,9.0, 229 × 9000 = 772,875(W) 2, Pđh = = Với Ktk= 0,9 Kqđ= 0,229 ( bảng 1.6: bảng tra thơng số điều hồ nhiệt độ) 3.Phịng ngủ Thơng số phịng: - Diện tích phịng: + Chiều dà: a = 5,8m + Chiều rộng: b = 3,7m + Chiều cao: h t = 3,8m ⇒ Diện tích phòng: S = a.b = 4,7.3,9 = 18,33(m ) Công suất làm lạnh: S Qmin = x 1000 = 18,33 ×1000 = 9165 (BTU/h) Qmax = S x 1000 = 18,33 x 1000 = 18330 (BTU/h)  Vậy ta chọn điều hòa panasonic mã sản phẩm CS-CU E12 PKH-8 (2chiều) có cơng suất lạnh 12000 BTU • Công suất tiêu thụ: K tk K qd 2, × Qdh 0,92.0, 229 ×12000 = 1375, 4(W) 2, Pđh = = Với Ktk= 0,92 Kqđ= 0,229 ( bảng 1.6: bảng tra thơng số điều hồ nhiệt độ) PHẦN III XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHỤ TẢI DÂN DỤNG Giới thiệu chung Hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng thiết bị điện sinh hoạt phải thỏa mãn yêu cầu : - An toàn bảo vệ mạch điện kịp thời - Dễ sử dụng, điều khiển, đễ sửa chữa - Đạt yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo độ an toàn điện dụng cụ đóng Aptomat, cầu chì… Mạng điện sinh hoạt thường có phương pháp phân phối điện : Phân phối theo kiểu hình tia phân phối theo kiểu phân nhánh * Sơ đồ phân nhánh - Đặc điểm: Mỗi hộ có đường dây vào nhà lắp cơng tơ điện , cầu dao,ATM có dòng điện định mức phù hợp với cấp điện áp dòng điện sử dụng hộ Đường dây suốt qua khu vực cần cấp điện đến điểm rẽ nhánh Những đồ điện có cơng suất cao đường dây riêng biệt nhánh có khí cụ bảo vệ - Ưu, nhược điểm: + Phương thức đơn giản thi công sử dụng với dây thiết bị bảo vệ phí kinh tế thấp + Mạng điện kiểm tra dễ dàng sửa chữa + Tuy nhiên phân tán nhiều bảng điện nhánh nên ảnh hưởng đến yêu cầu kĩ thuật toàn hệ thống * Sơ đồ hình tia - Đặc điểm: Đường điện sau ATM T phân thành nhiều nhánh khác nhánh dẫn đến khu vực hộ Trên đường dây nhánh phải dặt aptomat riêng cho nhánh phù hợp với dòng điện chạy qua - Ưu, nhược điểm: + Bảo vệ nhanh có chọn lọc có cố tải gây hỏa hoạn + Sử dụng thuận tiện, dễ dàng kiểm tra, an toàn điện đạt yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật +Tuy nhiên phương thức dây phải sử dụng nhiều dây vật liệu điện phí kinh tế cao ⇒ Dựa vào ưu nhược điểm phương pháp, ta thấy phương pháp phân phối hình tia có ưu điểm phương pháp phân phối phân nhánh Do ta chọn sử dụng sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho phụ tải hộ Phương pháp tính tốn dịng điện tính tốn phụ tải * Liệt kê thiết bị chọn cho phòng ϕ - Lập bảng thiết bị chọn, công suất, cos , k s d * Vẽ sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho phụ tải - Sử dụng sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho phụ tải hộ * Tính dịng điện tính tốn dây dẫn tới thiết bị - Thiết bị có cơng suất lớn P m a x (W) - Số thiết bị có công suất ⇒ n* = n1 n Pmax ≥ n thiết bị , với n tổng số thiết bị ∑P ∑P ≥ P max P*= - Tra đồ thị f(n * ,P * ) ta : n * h q ⇒ ⇒ Số thiết bị hiệu : n h q = n * h q n Chọn số thiết bị hiệu - Hệ số sử dụng trung bình : ∑ P k i sdi ∑P i ksd = - Hệ số nhu cầu : k n c = k m a x k s d Tra đồ thị f(n h q , k s d ) ta có k m a x – hệ số cự đại - Công suất phụ tải tính tốn phịng khách : ∑ Ptt = knc Pi Trong : P i – công suất thiết bị - Hệ số cơng suất trung bình cos cosϕtb = ϕtb : ∑ Pi cosϕi ∑ Pi • Dịng điện tính tốn cho phụ tải : kqt Ptt k dt I1 = U cos ϕtb Trong : k q t – hệ số tải, thường chọn 1,25 k d t – hệ số đồng thời, thường chọn U – điện áp nguồn cos ⇒ ϕtb - hệ số cơng suất trung bình thiết bị Dòng điện tổng cho phòng:  Kết luận: Em sử dụng phương pháp theo sơ đồ Hỗn hợp II LỰA CHỌN, TÍNH DỊNG ĐIỆN THIẾT BỊ CHO TỪNG PHỊNG Phịng khách STT Tên thiết bị Số lượng Côngsuất (W) Đèn huỳnh quang Philips 5 0,8 0,29 TL-5C 55W/865 Điều hòa PanasonicCU/CS- 2036,3 0,7 0,23 E28NFQ (2 chiều) Quạt treo tường Tivi SONY KDL- 48W600B, FULL 0,85 0,2 0,85 0,5 0,8 0,5 HD Đầu HD(K+ HD 25 SamsungSMTs5060) -Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phòng khách : - Xác định dịng điện tính tốn dây dẫn đến thiết bị: + Dịng điện tính tốn cho đèn đèn 2: Pd K qt K dt I11 = I12 = U cosϕ = 2.55.1, 25.1 = 0, 78 220.0,8 + Dịng điện tính tốn cho ti vi: Ptv K qt K kdt I13 = U cosϕ = 75.1, 25.1 220.0,85 = 0,5 (A) + Dịng điện tính tốn cho đầu HD: P K qt K kdt I14 = U cosϕ = 130.1, 25.1 220.0,8 = 0,92(A) (A) + Dịng điện tính tốn cho quạt nước: P K qt K kdt U cosϕ I16 = = 85.1, 25.1 = 0,56( A) 220.0,85 + Dịng điện tính tốn cho điều hoà: P K qt K kdt U cosϕ I17 = = 85.1, 25.1 = 0,56( A) 220.0,85 - Thiết bị có cơng suất lớn - Số thiết bị có cơng suất lớn Pmax = 110 (W) Pmax = 55(W) thiết bị Chọn n1 = - Tổng số thiết bị n = thiết bị - Ta có: n* = n1 n = = 0.4 ∑P ∑P ≥ max P* = = 110 + 73 = 0.5 2.110 + 73 + 25 + 48 - Tra bảng : nhq* = f(n*,P*) = f (0,4;0,5) = 0.9 - Số thiết bị hiệu quả: nhq = n.nhq* = 0,9= 4,5 Chọn nhq = - Hệ số sử dụng thiết bị phòng khách : ∑ PK ∑P i K sd ∑ = sdi i = 2.110.0, 29 + 73.0,5 + 25.0,5 + 48.0,17 = 0.338 2.110 + 73 + 25 + 48 - Hệ số nhu cầu : Knc = Kmax.Ksd ∑ + Tra bảng: Kmax = f(nhq,Ksd) = f(5;0,338) = ∑ Suy Knc = Kmax.Ksd = 2.0,338 =0,676 - Phụ tải tính tốn phịng : Pt = Knc ∑P i = 0,676.( 2.110+73+25+48 ) = 247,416 W Hệ số Cosφ phòng khách là: ∑ P cos ϕ ∑P K k K Cosφ = Cosφ = 2.110.0,8 + 73.0,85 + 25.0,8 + 48.0,85 = 0,8 2.110 + 73 + 25 + 48 - Dòng điện tổng phòng khách: K qt Ptt IPK = U cosϕ = 1, 25.247, 416 = 1, 76 220.0,8 (A) Phòng bếp STT Tên thiết bị Đèn huỳnh quang Philips ( TL-5C 55W/865) Tủ lạnh (Samsung- Inverter Số lượng Công suất (W) 55 1740 Cos Ksd 0,8 0,29 0,89 0,5 RF48A4010B4/SV) Nồi cơm điện (SUN HOUSE) Lị vi sóng (MG30 T5018CK) Bếp điện từ (EHI 7280BB) Quạt trần (F-60 MZ2) 1200 0,95 0,5 1400 0,92 0,5 3700 0,7 0,4 70 0,85 0,17 -Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phòng bếp+ăn : ... nhiệt độ màu ánh sáng phù hợp: 2700K (ánh sáng vàng), 5500K (áng sáng vàng nhạt), 6500K (ánh sáng trắng) Trong ý nghĩa đơn vị tính quan trọng: - Độ rọi (lux): mật độ lượng ánh sáng tính diện... vào nhà lắp cơng tơ điện , cầu dao,ATM có dịng điện định mức phù hợp với cấp điện áp dòng điện sử dụng hộ Đường dây suốt qua khu vực cần cấp điện đến điểm rẽ nhánh Những đồ điện có cơng suất cao... VỀ PHỤ TẢI DÂN DỤNG Giới thiệu chung Hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng thiết bị điện sinh hoạt phải thỏa mãn yêu cầu : - An toàn bảo vệ mạch điện kịp thời - Dễ sử dụng, điều