Đang tải... (xem toàn văn)
1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Chuyên ngành Điện điện tử Đề tài THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ BIỆT THỰ GVHD Phạm Trung Hiếu Sinh viên Nguyễn Văn Đại Mã sinh viên 2019606253 Hà Nội – 2022 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error Bookmark not defined CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT 6 1 1 Yêu cầu, đặc điếm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 6 1 1 1 Yêu cầu 6 1 1 2 Đặc điểm 6 1 2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 8 1 2 1 Gi.
1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Chuyên ngành: Điện điện tử Đề tài THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ BIỆT THỰ GVHD: Phạm Trung Hiếu Sinh viên: Nguyễn Văn Đại Mã sinh viên: 2019606253 Hà Nội – 2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT 1.1 Yêu cầu, đặc điếm hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 1.1.1 Yêu cầu 1.1.2 Đặc điểm 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.3 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 13 1.3.1 Chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế 14 1.3.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 19 1.3.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép 15 1.3.3.1 Thử lại theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ 32 1.3.3.2 Kiểm tra theo điều kiện ổn định 33 1.3.3.3 Kiểm tra tổn thất điện áp 33 1.4 Tính tốn lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ hệ thống điện sinh hoạt 33 1.4.1 Cầu chì 33 1.4.2 Cầu dao 35 1.4.3 Aptomat 35 1.4.4 Role thời gian 25 1.5 Cách lựa chọn công suất thiết bị điện dùng mạng điện sinh hoạt 25 1.5.1 Điều hòa 36 1.5.2 Bình nóng lạnh 26 1.5.3 Máy hút khói, khử mùi 37 1.5.4 Bếp điện 38 1.5.5 Máy bơm nước 39 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO BIỆT THỰ 42 2.1 Giới thiệu cơng trình 42 2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống điện gia đình 44 2.3 Thiết kế hệ thống điện cho biệt thự 44 2.3.1 Các tiêu chuẩn sử dụng thiết kế điện 44 2.3.2 Tính tốn chiếu sáng 45 2.3.2.1 Cách xác định thông số kĩ thuật chiếu sáng 45 2.3.2.2 Tính tốn chiếu sáng tầng 46 2.3.2.3 Tính tốn chiếu sáng tầng 51 2.3.2.4 Tính tốn chiếu sáng tầng 56 2.3.3 Sơ đồ bố trí thiết bị điện cho nhà biệt thự 58 2.3.4 Xác định phụ tải tính tốn cho nhà biệt thự 50 2.3.5 Lựa chọn dây dẫn 67 2.3.5.1 Tính tốn chọn dây cho nóng lạnh 68 2.3.5.2 Tính tốn chọn dây cho điều hịa 69 2.3.5.3 Tính tốn chọn dây điện tổng tòa nhà 70 2.3.6 Lựa chọn thiết bị bảo vệ 70 2.3.6.1 Chọn aptomat cho nóng lạnh 71 2.3.6.2 Chọn aptomat cho điều hòa 71 2.3.6.3 Chọn aptomat cho chiếu sáng 72 2.3.6.4 Chọn aptomat cho ổ cắm 72 2.3.6.5 Chọn aptomat tổng cho hộ 72 2.3.7 Thiết kế hệ thống chống sét nối đất an toàn 72 2.3.7.1 Nối đất 72 2.3.7.2 Chống sét 79 2.3.7.3 Sơ đồ mặt nối đất chống sét 82 LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố đại hố nước nhà, cơng nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân, điện tiền đề cho phát triên đất nước Ngày điện trở thành lượng thiếu hầu hết lĩnh vực kinh tế Mỗi có nhà máy mới, khu công nghiệp mới, khu dân cư xây dựng nhu cầu hệ thống cung cấp điện nảy sinh Là sinh viên nghành Điện - kỹ sư tương lai trực tiếp tham gia thiết kế hệ thống cung cấp điện, từ sinh viên việc làm đồ án cung cấp điện tập dượt, vận dụng lý thuyết học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện cách làm quen với công việc sau Học xong môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện chúng em nhận đồ án môn học với đề tài: “Thiết kế cấp điện cho nhà biệt thự” Trong thời gian làm đồ án vừa qua với giúp đỡ tận tình thầy Phạm Trung Hiếu, chúng em hồn thành đồ án mơn học Tuy cố gắng, say mê với đồ án, bỏ nhiều công sức cho đề tài kiến thức cịn hạn chế, khó tránh khỏi có nhiều khuyết điểm Chúng em mong nhận nhận xét bảo thầy cô giáo để chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT 1.1 Yêu cầu, đặc điếm hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 1.1.1 Yêu cầu Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng thiết bị điện sinh hoạt khác phải thoả mãn yêu cầu sau: - An toàn điện, bảo vệ mạch điện kịp thời tránh gây hoả hoạn - Dễ sử dụng điều khiển kiểm soát, dễ sửa chữa - Đạt yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật - Việc đảm bảo độ tin cậy cấp điện không yêu cầu cao thuộc hộ tiêu thụ loại phải đảm bảo chất lượng điện tức độ lệch dao động điện áp bé nằm phạm vi cho phép Với mạng chiếu sáng độ lệch điện áp cho phép ± 2.5% - Ngoài thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện sinh hoạt cần phải tính đến đường dây trục nên tính dư thừa đề phòng phụ tải tăng sau - Đảm bảo độ an tồn điện bàng khí cụ điện đóng cắt bảo vệ aptomat, cầu chì, cầu dao, công tắc - Ngày thấy điện để cung cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ thiếu nhiều nên thường xuyên phải cắt điện luân phiên thiếu điện Do thiết kế cần tính tốn kỳ chi phí vận hành hệ thống điện thấp để tiết kiệm điện 1.1.2 Đặc điểm - Hệ thống cung cấp điện sinh hoạt thuộc loại cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại hộ cho phép với mức độ tin cậy điện thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa, thay thiết bị cố thường không cho phép ngày đêm bao gồm khu nhà ở, nhà kho, trường học - Để cung cấp cho mạng điện sinh hoạt ta dùng nguồn điện đường dây lộ - Mạng điện sinh hoạt mạng pha nhận điện từ mạng phân phối pha điện áp thấp để cung cấp cho thiết bị, đồ dùng điện chiếu sáng - Mạng điện sinh hoạt thường có trị số điện áp pha định mức 380/220 220/127 Tuy nhiên thất điện áp đường dây tải nên cuối nguồn điện áp bị giảm so với định mức Để bù lại giảm áp hộ tiêu thụ thường dùng máy biến áp điều chỉnh để nâng điện áp đạt trị số định mức - Mạng điện sinh hoạt gồm mạch mạch nhánh Mạch giữ vai trị mạch cung cấp cịn mạch nhánh rẻ từ đường dây mắc song song để điều khiển độc lập mạch phân phối điện tới đồ dùng điện - Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng cấp chung với mạng điện cấp cho phụ tải khác - Mạng điện sinh hoạt cần có thiết bị đo lường điều khiển, bảo vệ cơng tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, cơng tắc - Mạng điện sinh hoạt thường có phương thức phân phối điện sau: • Sơ đồ phân nhánh Đặc điểm: Mỗi hộ có đường dây vào nhà lắp công tơ điện, cầu dao, Aptomat có dịng điện điện áp 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 thiết bị 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 dây thiết bị bảo vệ phí kinh tế thấp + Mạng điện dễ kiểm tra sửa chữa + Tuy nhiên phân tán nhiều bảng điện nhánh nên ảnh hưởng đến yêu cầu mỹ thuật tồn hệ thống điện • Sơ đồ hình tia Đặc điểm: Đường điện sau cơng tơ aptomat phân thành nhiều nhánh khác nhánh dẫn đến khu vực hộ Trên đường dây nhánh phải đặt Aptomat riêng cho nhánh phù hợp với dòng điện chạy qua Ưu, nhược điểm: + Bảo vệ nhanh có chọn lọc có cổ chập mạch tải tránh gây hoả hoạn + Sử dụng thuận tiện, dễ dàng kiểm tra, an toàn điện đạt yêu cầu mỹ thuật + Tuy nhiên phương thức dây phải sử dụng nhiều dây khí cụ điện phí kinh tế cao 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 Giới thiệu chung Phụ tải tính tốn phụ tải khơng có thực, cần thiết cho việc chọn trang thiết bị cung cấp điện trạng thái vận hành hệ thống cung cấp điện 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 cung cấp điện (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 toán 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, không 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 Tùy theo tầm quan trọng kinh tế xã hội, hộ tiêu thụ cung cấp điện với mức độ tin cậy khác phân thành loại: Hộ loại 1: Là hộ mà có cố dừng cung cấp điện gây nên hậu nguy hiểm đến tính mạng người, gây thiệt hại lớn kinh tế, hư hỏng thiết kế, gây rối loạn q trình cơng nghiệp có ảnh hưởng khơng tốt phương diện trị Đối với hộ loại phải cung cấp với độ tin cậy cao, thường dùng hai nguồn điện đến, có nguồn dự phòng nhằm hạn chế mức thấp 10 việc điện Thời gian điện thường coi thời gian đóng nguồn dự trữ Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế, hư hỏng sản phẩm , sản xuất bị đình trệ, gây rối loạn trình cơng nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại ta sử dụng phương pháp có khơng có nguồn dự phòng, hộ loại cho phép ngừng cung cấp điện thời gian đóng nguồn dự trữ tay Hộ loại 3: Là hộ tiêu thụ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mắt điện ttrong thời gian sửa chữa, thay có cố 1.2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Gồm có phương pháp xác định phụ tải tính tốn: - 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 - Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm tổng sản lượng - 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 hệ số hình dạng - Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch trung bình bình phương - Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị - Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt, hệ số sử dụng hệ số đồng thời a) Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 79 R 1t = 2l 0,366 tt lg t () lt 2d t t t Trong đó: tt = 0,6.104 Ωcm l t = 2.5 = 10m = 1000cm : Chiều dài tạo nên nối dt = 0.8 cm: Đường kính nối tt = 80 cm: Độ sâu chơn Khi đó: R1t = 0,366 2.10002 0, 6.104 lg = 9, 2() 1000 2.0,8.80 Điện trở tản nối: Rt = R1t 9, = = 10() t 0,92 Vậy điện trở nối đất hệ thống là: R ht = R C R t 8,9.10 = = 4, 7() R yc = 10() R C + R t 8,9 + 10 Như hệ thống nối đất thỏa mãn yêu cầu 1.1.5.1 2.3.7.2 Chống sét a Hiện tượng sét Sét tượng phóng điện đám mây tích điện trái dấu mây đất cường độ điện trường đạt đến trị số cường độ phóng điện khơng khí Đặc điểm: - Khi bắt đầu phóng điện, Umây-mây Umây-đất gần triệu V, 80 - Isét gần chục ngàn ampe đến hàng trăm ngàn ampe, - Imax = 200 KA - 300 KA - Năng lượng sét phóng điện lớn phá hoại cơng trình, thiết bị, nhà cửa, gây chết người súc vật, Để bảo vệ chống sét người ta sử dụng hệ thống chống sét cột thu lôi lưới chống sét b Hậu phóng điện sét Đối với nhà cửa gia súc: gây nguy hiểm bị sét đánh trực tiếp Nhiều sét khơng phóng trực tiếp gây nguy hiểm vì: dịng điện sét vào đất gây lên chênh lệch điện lớn vùng gần Nếu người gia súc đứng gần nơi bị sét đánh có điện áp bước lớn gây nguy hiểm tới thể người Đối với cơng trình cơng cộng, nhà cửa, cầu phà: + dịng điện sét có nhiệt độ lớn, phóng vào vật dễ cháy, gây phát sinh cháy, đặc biệt kho nhiên liệu, vật dễ nổ + làm hư hỏng độ bền học (cơng trình gỗ, tre nứa bị hư hỏng hoàn toàn, gạch đá bị thiệt hại đáng kể, bê tơng cốt thép thiệt hại gây giảm tuổi thọ) + đường dây tải điện không bị sét đánh gây sóng điện áp, truyền vào trạm phá hủy thiết bị trạm + gây điện áp cảm ứng lên vật dẫn (cảm ứng tĩnh điện, cảm ứng từ…) có phóng điện sét gần Điện áp lên đến hàng chục KV → nguy hiểm c Hệ thống chống sét cho nhà tầng Căn theo bảng tra góc bảo vệ α, cơng trình sử dụng kìm thu sét cao 1m, đặt góc mái 81 Sử dụng dây dẫn sét để chạy dọc cạnh bờ tường mái để liên kết kìm thu sét với dây dẫn xuống để kết nối dây dẫn sét mái với hệ thống với hệ thống tiếp địa Căn theo bảng tra kích thước, chủng loại lựa chọn vật liệu làm dây dẫn, lựa chọn vật liệu làm kìm thu sét thép đặc có đường kính 16mm dây thép đặc đường kính 8mm làm dây liên kết chung cho toàn hệ thống, với giá thành chi phí hợp lý mà đảm bảo an tồn cho tồn cơng trình Các dây dẫn cố định chắn tường, điểm liên kết dây dẫn, liên kết với cọc tiếp địa mối hàn hóa nhiệt đảm bảo chắn, u cầu kĩ thuật Như tính tốn nối đất chống sét hệ thống tiếp địa sử dụng bao gồm cọc tiếp địa thép phi 16, cọc dài 2m, đóng sâu 0,8m mặt đất, cọc bố trí gần với dây dẫn xuống, cách tường 1m Dây liên kết cọc tiếp địa chôn ngầm đất kết nối với dây dẫn xuống 82 2.3.7.3 Sơ đồ mặt nối đất chống sét 83 84 85 2.3.3 Sơ đồ bố trí thiết bị điện cho hộ gia đình 16 15 14 17 18 19 20 21 13 12 11 10 14 13 12 15 16 17 18 19 11 10 Nối đất an toàn Nối đất chống sét Sơ đồ mặt nối đất chống sét ... 39 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO BIỆT THỰ 42 2.1 Giới thiệu cơng trình 42 2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống điện gia đình 44 2.3 Thiết kế hệ thống điện cho biệt thự ... thống điện gia đình: - Nguồn điện cung cấp cho cơng trình nguồn điện pha 220V, lấy từ nguồn điện điện phương - Tại tầng có tủ điện phân phối điện chính, tủ điện phân phối điện đến phòng Tủ điện. .. đảm bảo chất lượng điện tức độ lệch dao động điện áp bé nằm phạm vi cho phép Với mạng chiếu sáng độ lệch điện áp cho phép ± 2.5% - Ngoài thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện sinh hoạt cần
