Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà 7 tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Lê Quang Minh Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ TẦNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Lê Quang Minh Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Lê Quang Minh - MSV : 1412102041 Lớp : DC 2001 Ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Tòa Nhà Tầng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để tính tốn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp ……………………………………………………………………………………… CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Nguyễn Đoàn Phong Học hàm, học vị : Thạc sỹ Cơ quan công tác : Trường Đại học quản lý công nghệ Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2021 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng năm 2021 Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Giảng viên hướng dẫn Sinh viên ThS Nguyễn Đoàn Phong Lê Quang Minh thán năm 2021 g TRƯỞNG KHOA Hải Phòng, ngày Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Nguyễn Đồn Phong Đơn vị cơng tác: Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Lê Quang Minh Chuyên ngành: Điện Tự Động Cơng Nghiệp Nội dung hướng dẫn : Tồn đề tài Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ) Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn ( ký ghi rõ họ tên) Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Được bảo vệ Không bảo vệ MỤC LỤC 1.1.TỔNG QUAN VỀ TÕA NHÀ VĂN PHÒNG TẦNG 1.1.2 Hệ thống lưới điện 1.2.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CHO TÒA NHÀ TẦNG 1.2.1.1 Công suất đặt (KW) 1.2.1.2 Công suất biểu kiến (KVA) 1.2.1.3 Hệ số sử dụng Ksd 1.2.1.4 Hệ số đồng thời Kđt 1.2.2 Phương pháp tính phụ tải tính tốn 1.2.3 Thống kê phụ tải cho tòa nhà 1.2.3.1 Xác định công suất điện cần cấp cho tầng hầm: a Xác định phụ tải Gara: b Phụ tải ổ cắm c Cơng suất điều hịa làm mát: d Phụ tải chiếu sáng cố cầu thang e Phụ tải tầng hầm 1.2.3.2 Xác định công suất điện cần cấp cho tầng 1: a Phụ tải chiếu sáng b Phụ tải ổ cắm c Phụ tải điều hòa d Phụ tải chiếu sáng cầu thang WC e Phụ tải tổng tầng b Phụ tải chiếu sáng hành lang c Tổng hợp: 1.2.3.4 a Xác định công suất điện cần cấp cho tầng 6: Xác định phụ tải phòng hội thảo 120 m2 Xác định phụ tải phòng họp 32 m2 b b Phụ tải chiếu sáng hành lang c Tổng hợp: 1.2.3.5 Xác định công suất điện cần cấp cho tầng 1.2.3.6 Xác định công suất điện cần cấp cho phụ tải bơm a Xác định phụ tải máy bơm nước cấp nước thải: b Phụ tải bơm chữa cháy: 1.2.3.7 Xác định công suất điện cần cấp cho phụ tải khác 1.2.4 Tính tốn phụ tải cho tồn tịa nhà CHƯƠNG 2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ TẦ 2.2 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG CHO TRẠM BIẾN ÁP 2.2.2 2.3 2.3.2 Chọn số lượng cơng suất MBA TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ PHÍ Tính chọn thiết bị cho phía cao áp : 2.4 TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN HẠ TỔNG 2.4.1 Tính tốn chọn dây cho tịa nhà 2.4.1.2 Từ tủ điện đến tủ phân phối tịa CHƯƠNG 3.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 3.1.1 Các dạng chiếu sáng: 3.1.2 Chọn độ rọi 3.2 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO KHU VAN PHÕNG 3.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO KHU VỰC HỘI TRƯỜNG 3.4 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO KHU VỰC ĐƯỜNG NỘI 3.5 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN TÕA NHÀ TẦNG CHƯƠNG 4.1.1 Khái niệm sét 4.1.2 Các hậu sét việc bảo vệ chống 4.2 BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP 4.2.2 Bảo vệ dùng kim thu sét 4.2.3 Bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét ESE (E 4.3.1 Tính tốn nối đất chống sét 4.3.2 Chọn thiết bị thu sét 4.3.3 Chọn dẫy dẫn dòng sét từ đầu ESE xuống KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO phận dẫn dòng điện sét tản xuống đất (nối liền từ phận thu sét phận nối đất) Có loại kiểu thu sét sau : Cột thu sét đặt độc lập Dây thu sét (dây căng dạng ăng-ten) Lưới thu sét (còn gọi dòng thu sét) Bộ phận thu sét hỗn hợp, gồm : cột thu sét dây thu sét kết hợp với 4.2 BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP 4.2.1 Các nguyên tắc bảo vệ Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm : Áp dụng công trình có độ cao 15(m) cơng trình không quan trọng Theo phương thức bảo vệ trọng điểm, phận thường bị sét đánh phải bảo vệ Đối với cơng trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ bốn góc, xung quanh tường chắn mái kết cấu nhô cao khỏi mặt đất Đối với cơng trình mái dốc, trọng điểm đỉnh góc, bờ bờ chảy, gốc diềm mái kết cấu nhô cao lên khỏi mặt mái Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn : Áp dụng cơng trình có độ cao 20 (m) cơng trình quan trọng, dễ cháy nổ Theo ngun tắc tồn cơng trình phải nằm phạm vi bảo vệ cột thu sét Ơ đây, nhà có độ cao 75 (m) ta thực biện pháp bảo vệ tồn có phương án để thực hiện, bảo vệ chống sét dùng kim thu sét cổ điển bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét đặc biệt 73 4.2.2 Bảo vệ dùng kim thu sét Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ kim thu sét : rx : bán kính bảo vệ cơng trình Bán kính bảo vệ kim độ cao hx : rx = 1.6h Trong : h : Độ cao cột thu sét hx : Độ cao cơng trình cần bảo vệ p=1 p = 5.5 Khi có hai kim đặt gần có tượng tương hổ hai kim, tạo nên cột giả tưởng h0 có gây phạm vi bảo vệ thực tế a Với h0 = h h > 30 (m) 7p Khi phối hợp nhiều cột để bảo vệ diện tích, đơi cột có phạm vi bảo vệ hai cột Phạm vi bảo vệ phía cột khơng cần vẽ, có yêu cầu sau : D (h-hx) p 74 a12 a14 a23 a34 4.2.3 Bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét ESE (Early Stream Emision):  Nguyên tắc tính tốn vùng bảo vệ đầu thu ESE Cách lắp đặt : Đầu ESE lắp đặt cột độc lập kết cấu cơng trình cần bảo vệ, cho đỉnh kim cao độ cao cần bảo vệ  Nguyên lý hoạt động : ESE hoạt động dựa nguyên lý làm thay đổi trường điện từ chung quanh cấu trúc cần bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện Cấu trúc đặc biệt ESE tạo gia tăng cường độ điện trường chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả phát xạ ion, nhờ tạo điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét Vùng bảo vệ : Tuỳ theo loại đầu ESE, độ cao cột thu sét cấp độ bảo vệ mà cho ta bán kính bảo vệ Rp = f ( khoảng cách kích hoạt sớm trung bình L(m) kim, khoảng cách phóng điện Rs (m) tuỳ theo cấp bảo vệ) Rs : khoảng cách phóng điện hay khoảng cách tia tiên đạo nối liền + Bảo vệ cấp I : + Bảo vệ cấp II : + Bảo vệ cấp III : 75 Bảng bán kính bảo vệ loại đầu thu sét ESE, theo độ cao lắp đặt kim (trích sách an tồn điện Phan Thị Thu Vân) Bảng 4.1: Bảng bán kính bảo vệ loại đầu thu sét ESE Rp(m) SE6, I H(m) (20m 13 25 32 33 10 34 20 35 30 35 60 35 Bán kính cạnh tranh : Theo phương pháp này, góc nhà đỉnh nhọn tạo vùng cạnh tranh với bán kính cạnh tranh cho bảng sau: Bảng 4.2: Bảng bán kính cạnh tranh góc đỉnh Hx (m) 10 12 14 16 18 76 4.3 TÍNH TỐN BẢO VỆ CHO TỒN CƠNG TRÌNH Diện tích (16x19) m Chiều cao tối đa nhà 30 m Ta sử dụng đầu thu sét ESE để bảo vệ cho cơng trình Hình 4.1: Mặt diện tích tịa nhà tầng Hình 4.2: Sơ đồ chống sét tòa nhà tầng 77 4.3.1 Tính tốn nối đất chống sét Các thơng số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 10 Ω [7] - Điện trở suất đất: Tòa nhà tầng xây dựng Thành Phố Hải Phòng nên đất thuộc loại đất bồi phù sa -  đđất = 20 – 100 Ωm [7]  Giả sử thời điểm đo đđất = 50 Ωm Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu: [9] Bảng 4.3: hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu Loại nối đất Nối đất chống Sét - Chọn cọc tiếp đất: t0 d Hình 4.3: Cọc tiếp đất Cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng có đường kính d = 20mm, cọc dài 3m, độ chôn sâu cọc: t0 = 0.8 m, khoảng cách hai cọc gần L = 6m - Dây nối cọc tiếp đất dây đồng trần có tiết diện 70mm2 78 m m l=3 to=0.8 Mặt đất Dây nối cọc tiếp đất Dây đồng trần 70mm2 L = 6m Hình 4.4: Hệ thống nối đất chống sét Tính tốn: Điện trở tản xoay chiều cọc: R~c = Trong đó: l: chiều dài cọc tiếp đất (m), l = m d: đường kính cọc tiếp đất (m), d = 20 mm = 0.02m t: độ chôn sâu cọc tính từ cọc (m), t = t0 + l = 0.8 + = 2.3 m đtt = Km đđo = 1.4 x 50 = 70 Ωm R~c = Điện trở tản xung kích cọc nối đất: Rxk = αxk R~c Trong đó: α x k : h ệ s ố x u n g k í c h c ủ a c ọ c 79 R~c: điện trở tản xoay chiều cọc Rxk: điện trở xung kích cọc Giả sử dòng sét Is = 20 KA =>α xk= 0.7 =>Rxk = 0.7 x 21.18 = 14.82Ω Hệ nối đất có n cọc giống (điện trở dây nối chúng bỏ qua) ghép song song cách đoạn L điện trở xung kích tổ hợp tính theo: Rxk Rxk∑ = = Rnđ n xk Trong đó: Rxk: điện trở xung kích cọc ηxk: hệ số xung kích tổ hợp Ước lượng sơ số cọc cần: n= Giả sử hệ thống nối đất có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở khơng đáng kể Ta có thông số sau: n =2, Rxk = 14.82 Ω tỷ số l  Hệ số sử dụng xung kích cc ỗxk = 0.8 in tr ni t Rn = Vậy số cọc cần sử dụng cọc 4.3.2 Chọn thiết bị thu sét Dựa vẽ mặt bằng, với vị trí đầu ESE đặt vị trí trung tâm tịa nhà bán kính bảo vệ đầu thu sét Rp ≥ 40 m Vì tác giả chọn thiết bị thu sét với đặc tính sau: Đầu thu sét phát tia tiên đạo sớm ESE hiệu Saint – Elmo [7]: 80 Bảng 4.4: bảng chọn thiết bị thu sét h (m) Mã hiệu SE - ∆L = 15 m Trong đó: h: chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt bảo vệ (m) Rp: bán kính bảo vệ đầu thu sét ESE (m) L: độ lợi khoảng cách phóng tia tiên đạo (m) D : khoảng cách kích hoạt, phụ thuộc vào cấp bảo vệ I, II, III (m) 4.3.3 Chọn dẫy dẫn dòng sét từ đầu ESE xuống hệ thống nối đất chống sét Để đảm bảo dây dẫn sét không bị phá hủy có dịng điện sét qua tiết diện dây khơng nhỏ 50 mm2 [7] Do chọn dây dẫn có tiết diện 70 mm2 làm dây dẫn sét cho cơng trình Điện trở nối đất tính tốn cho hệ thống chống sét phải thoả mãn Rnđ 10 ( ) 81 Hình 4.5: Hê thống nối đất an tồn tịa nhà Kết luận: Với Rtđ = 9.26 ( )