0817THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHUNG CƯ CAO CÁP HORIZON

TR NG I H C M THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA XÂY D NG VÀ I N ÁN T T NGHI P K S NGÀNH I N THI T K CUNG C P I N CHUNG C CAO C P HORIZON SVTH : NGUY N HÙNG QUÂN MSSV : 20702027 GVHD : PGS.TS PHAN QU C D NG TP H Chí Minh, tháng 02 n m 2012 LỜI CẢM ƠN Trướ c hế t , Em xin gử i lờ i m ơn châ n n h đế n q thầ y cô củ a trườ n g Đạ i Họ c M Thà n h Phố Hồ Chí Minh, đặ c biệ t cá c thầ y cô củ a khoa Xâ y d ng - i n hướ n g dẫ n giả n g y tậ n tình để em hoà n n h tố t luậ n vă n tố t nghiệ p nà y Tôi xin cảm ơn th y Phan Qu c D ng người trực tiếp hướng dẫn Tôi suốt giai đoạn làm luận văn Xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ Tôi suốt khóa học thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô đọc, phản biện góp ý kiến để em hoàn chỉnh đề tài Trong trình thực hiện, Tôi cố gắng làm việc để tổng hợp kiến thức học tham khảo số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết tốt Tuy nhiên, tài liệu tham khảo, thời gian có hạn khuôn khổ đề tài rộng lớn nên thiếu sót tránh khỏi Kính mong quý thầy cô, bạn bè đóng góp thêm ý kiến quý báu để đề tài hoàn thiện Tp Hồ Chí Minh MỤC LỤC Chương 1: Giới Thiệu Tổng Quan 1.1 Tổng quan cung cấp điện 1.1.1 Sơ lược 1.1.2 Những yêu cầøu chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện 1.1.3 Các bước thực thiết kế cung cấp điện 1.2 Chung cư cao cấp HORIZON 1.2.1 Những thiết bị tiêu thụ điện khu chung cư 1.2.2 Phân phối hệ thống điện 1.2.3 Sơ đồ mặt chung cư thuyết minh 1.3 Những yêu cầu sử dụng điện chung cư 1.4 Phương án phân phối hệ thống điện 1 1 3 4 Chương 2: Thiết Kế Chiếu Sáng 2.1 Tổng quan chiếu sáng 2.1.1 Các dạng chiếu sáng 2.1.2 Chọn độ rọi 2.1.3 Các nguồn sáng 2.1.3.1 Đèn sợi đốt 2.1.3.2 Đèn sợi đốt- halogen 2.1.3.3 Đèn Natri áp suất thấp 2.1.3.4 Đèn Natri áp suất cao 2.1.3.5 Đèn huỳnh quang 2.2 Sơ lược phương pháp tính toán chiếu sáng 2.2.1 Phương pháp công suất riêng 2.2.2 Phương pháp điểm 2.3 Giới thiệu sơ lược phần mềm thiết kế chiếu sáng DIALux 2.4 Tính toán chiếu sáng cho chung cư cao cấp HORIZON 2.4.1 Tính toán chiếu sáng cho mặt tầng hầm 2.4.2 Tính toán chiếu sáng cho mặt tầng 6 7 7 8 8 9 10 10 21 Chương 3: Phụ Tải Tính Toán 3.1 Định nghóa phụ tải tính toán 3.2 Phương pháp phụ tải tính toán 3.3 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện 3.4 Tính toán phụ tải cho chung cư cao cấp HORIZON 3.4.1 Tính toán phụ tải cho chung cư 3.4.1.1 Xác định phụ tải chiếu sáng ổ cắm cho tầng hầm 3.4.1.2 Xác định phụ tải máy bơm nước cấp nước thải 3.4.1.3 Phụ tải quạt thông gió tầng hầm 3.4.1.4 Phụ tải thang máy nâng hàng 3.4.1.5 Phụ tải bơm chữa cháy 3.4.1.6 Phụ tải thiết bị xử lý nước thải 3.4.1.7 Phụ tải chiếu sáng khẩn cấp 24 24 25 26 27 28 28 29 30 31 32 33 33 3.4.2 Phụ tải tính toán tầng 3.4.2.1 Xác định phụ tải chiếu sáng 3.4.2.2 Xác định phụ tải ổ cắm 3.4.2.3 Xác định phụ tải hệ thống lạnh 3.4.3 Tính toán cho tầng lửng 3.4.3.1 Phụ tải chiếu sáng 3.4.3.2 Phụ tải ổ cắm 3.4.4 Tính toán cho tầng 3.4.4.1 Phụ tải chiếu sáng tầng 3.4.4.2 Phụ tải khu vực nhà trẻ tầng 3.4.4.3 Phụ tải ổ cắm tầng 3.4.4.4 Phụ tải thang máy tải khách 3.4.5 Tính công suất cho tầng điển hình 2-21 3.4.6 Tính công suất cho tầng 22-23 3.4.7 Tính toán phụ tải cho toàn chung cư 3.4.7.1 Phụ tải tính toán cho nguồn điện bình thường 3.4.7.2 Phụ tải tính toán cho nguồn điện dự phòng 33 33 34 34 34 34 35 35 35 36 37 37 37 42 46 46 47 Chương 4: Tính Dung Lượng Tụ Bù, Chọn MBA Và Máy Phát Dự Phòng 4.1 Bù công suất phản kháng 4.1.1 Tác dụng việc bù công suất phản kháng 4.1.2 Bù công suất phản kháng cho chung cư cao cấp HORIZON 4.1.3 Điều chỉnh dung lượng bù 4.2 Chọn máy biến áp 4.2.1 Tổng quan chọn trạm biến áp 4.2.2 Chọn số lượng, công suất máy biến áp 4.2.3 Chọn máy biến áp cho chung cư cao cấp HORIZON 4.3 Chọn nguồn dự phòng 48 48 48 48 49 50 50 50 51 52 Chương 5: Tính Toán Chọn Cb, Dây Dẫn, Tính Toán Sụt p Và Ngắn Mạch 5.1 Chọn thiết bị bảo vệ 5.2 Chọn dây dẫn 5.2.1 Những yêu cầu trình chọn dây 5.2.2 Nguyên tắc chọn dây dẫn 5.2.3 Các phương án dây 5.2.4 Xác định tiết diện dây pha 5.2.5 Xác định tiết diện dây trung tính 5.2.6 Xác định tiết diện dây PE 5.3 Tính toán chọn CB dây dẫn cho chung cư 5.3.1 Từ MBA vào tủ điện 5.3.2 Từ tủ điện đến tủ phân phối hộ 5.3.3 Từ nguồn dây lên tầng đến tầng 5.3.4 Từ nguồn dây lên tầng đến tầng 22-23 53 53 56 57 57 57 57 59 59 60 60 63 65 68 5.3.5 Từ tủ đến tủ nhà trẻ 5.3.6 Chọn dây CB cho vài thiết bị hộ 70 72 Chương 6: An Toàn Điện 6.1 Các khái niệm an toàn điện 6.1.1 Hiện tượng điện giật 6.1.2 Chạm điện trực tiếp 6.1.3 Chạm điện gián tiếp 6.1.4 Điện áp tiếp xúc cho phép 6.2 Các biện pháp bảo vệ 6.2.1 Biện pháp bảo vệ chống chạm điện trực tiếp 6.2.2 Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp 6.2.2.1 Hiện tượng chạm vỏ 6.2.2.2 Các sơ đồ an toàn 6.3 Hệ thống điện trở nối đất 6.4 Thiết kế bảo vệ an toàn cho chung cư cao cấp HORIZON 6.4.1 Chọn sơ đồ nối đất 6.4.2 Chọn dây N theo tiêu chuẩn IEC 6.4.3 Tự động ngắt nguồn mạng nối đất kiểu TT 6.4.4 Chọn thiết bị RCD bảo vệ chống chạm điện 6.4.5 Tính chọn lọc RCD 6.4.6 Tính toán thực hệ thống điện trở nối đất 6.4.6.1 Nối đất trung tính 6.4.6.2 Nối đẳng cho toàn nhà 73 73 73 73 73 73 73 74 75 75 75 80 80 80 80 80 81 81 83 83 86 Chương 7: Tính Toán Chống Sét 7.1 Khái niệm sét bảo vệ chống sét 7.1.1 Khái niệm sét 7.1.2 Các hậu sét việc bảo vệ chống sét trực tiếp 7.2 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 7.2.1 Các nguyên tắc bảo vệ 7.2.2 Bảo vệ dùng kim thu sét 7.2.3 Bảo vệ chống sét đầu thu ESE 7.3 Tính toán bảo vệ cho toàn công trình Tình hình v n n ng n c ta Tài li u tham kh o 88 88 88 88 88 88 89 90 91 93 94 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n CHƯƠNG GIỚI THIỆU TOÅNG QUAN 1.1 T NG QUAN V CUNG C P I N : 1.1.1 Sơ lược: Ngày nay, điện đóng vai trò quan trọng đời sống người Chính ưu điểm vượt trội so với nguồân lượng khác (dễ chuyển thành dạng lượng khác, dễ truyền tải xa, hiệu suất cao…), mà điện sử dụng rộng rãi lónh vực, từ công nghiệp, dịch vụ … phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày gia đình Hiện tại, có thểû nói không quốc gia giới không sản xuất tiêu thụ điện năng, tương lai nhu cầu người nguồn lượng đặc biệt tiếp tục tăng cao Cùng vơí xu hội nhập quốc tế vịêc mở rộng quan hệ quốc tế, ngày có thêm nhiều nhà đầâu tư nước đến với Do vậy, vấn đề đặt cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điện cách có quy cách, phù hợp với tiêu chuẫn kỹ thuật hành Có theo kịp với trình độ nước Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cung cấp công việc khó khăn đòi hỏi nhà thiết kế lónh vực chuyên môn kỹ thuật phải hiểu biết mặt môi trường, đối tượng cấp điện… 1.1.2 Những yêu cầøu chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phần tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn kinh tế Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện với chất lượng nằm phạm vi cho phép Trong trình thiết kế điện, phương án lựa chọn coi hợp lý thoả mãn yêu cầu: Tính khả thi cao Vốn đầu tư nhỏ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo mức độ tính chất phụ tải Chi phí vận hành hàng năm thấp Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện, đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm giới hạn cho phép so với định mức Ngoài ra, thiết kế cung cấp điện cần ý tới yêu cầu phát triển phụ tải tương lai, giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt tính mỹ quan công trình 1.1.3 Các bước thực thiết kế cung cấp điện: Các bước công việc thiết kế cung cấp điện cho chung cư bao gồm: Thiết kế chiếu sáng cho toàn chung cư phần mềm DiaLux Xác định phụ tải tính toán cho toàn chung cư Tính toán chọn máy biến áp, dung lượng tụ bù nguồn điện dự phòng Chon dây dẫn, CB, tính toán ngắn mạch sụt áp cho tất thiết bị Chọn sơ đồ an toàn điện cho chung cư SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n Tính toán chống sét, nối đất chống sét nối đất an toàn 1.2 CHUNG C CAO C P HORIZON : Chung cö cao cấp HORIZON mô hình chung cư cao cấp Toạ lạc vị trí thuận tiện gần trung tâm thành phố, gần chợ, trường học, công viên nhiều khu vui choi giải trí khác Chung cư HORIZON đời nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người dân nhu cầu nhà đầy đủ tiện nghi sống thoải mái sau ngày làm việc mệt nhọc Chung cư HORIZON khởi công xây dựng vào đầu năm 2007 Đây công trình sử dụng làm để tài cung cấp điện luận văn Giới Thiệu Về Chung Cư Cao Cấp HORIZON Horizon Tower Thơng tin c b n Lo i hình : a ch : Chung c /Cao c c n h 214 Tr n Quang Kh i, P.Tân Di n tích đ t t ng th : Diện tích đ t xây dựng: 3.362 m2 39x 62.4m2 S t ng : 24 t ng Ch đ u t : Công Ty Lo i C n h - Bán KT đ ng Di n tích 69 - 150 m2 SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) a nh, Qu n 1, TP H Chí Minh c FICO REC, REFICO, VINAMILK Giá 34 - 37 Tri u/m2 Trang án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng Qui Mô: T ng s c n h : 264 T ng di n tích xây d ng 24 t ng : 44.164 m2 M t đ xây d ng: 47,4% H s s d ng đ t: 13,136 o o o o Di n tích c n h Di n tích sàn xây d ng kho ng 1600 m2 m i t ng v i đ y đ lo i di n tích t phịng ng (70m2 đ n 85m2); phòng ng (100m2 đ n 110m2); phòng ng (120m2 đ n 150m2) c n h sang tr ng t ng th ng (90m2 đ n 160m2) H t ng - Ti n ích o o o o o o o C n h t 1,2 đ n phòng ng Sàn g dán, th m g ch ceramic ch t l ng Thi t b phòng t m American Standard v i m t đá granite H b i tr i Khu ch m sóc s c kh e Phịng t p th d c Phòng t m h i đ c trang b đ y đ ti n nghi 1.2.1 Các thiết bị tiêu thụ điện khu chung cư : Các thiết bị chiếu sáng: bao gồm chiếu sáng côn g cộng (tầng hầm , hàn h lang, cầu thang, thang máy), Chiếu sán g cho tầng siêu thị chiếu sáng cho hộ gia đình Chiếu sáng cho toàn công trình sử dụng loại đèn sau: Đèn áp trần bên 60 w Đèn âm trần có sạc tự động Đèn huỳnh quang copact Đèn huỳnh quang Đèn thoát hiểm Đèn chiếu sáng cố Động cơ: thang máy, thang cuốn, bơm nước, bơm chữa cháy, bơm xử lý nước thải, quạt tăng áp (được sử dụng làm tăng áp suất, chống khói lửa cho lối thoát hiểm xảy hoả hoạn) Các thiết bị điện cho hộ gia đình: máy lạnh, máy giặt, máy nước nóng, bếp điện, quạt, tivi, đèn… 1.2.2 Phương án phân phối hệ thống điện : a Nguồn điện từ điện lực: Khu chung cư cao cấp HORIZON cấp điện trạm biến riêng 3Ø 1522/0,4 (KV) Gồm hai máy biến áp điện lực 3Ø 15-22/0.4 (KV) 1500 (KVA) SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng Các tủ điện tổng dùng loại tủ điện vỏ thép mạ kẽm có sơn tónh điện dày tối thiểu 2mm cho tủ MDB 1,5mm cho tủ lại Tủ phân phối phải lắp đặt bệ bê tông dày tối thiểu 150mm phải có đường cho hệ thống cấp điện vào tủ Tủ phải có hệ thống thông gió cần thiết bố trí bên hông hay tủ Lắp đèn báo pha, Vol kế, Ampe kế, Biến dòng, Đảo điện cho Ampe kế b Nguồn từ máy phát: Một máy phát điện dự phòng 3Ø, 380(V), 1500 (KVA) đặt phòng máy phát tầng cấp nguồn cho chung cư cố máy biến áp cúp điện Khi chạy máy phát dự phòng, hệ thống cắt bớt tải điều khiển phòng kỹ thuật sa thải bớt phụ tải không quan trọng, để tránh tải cho máy phát (các tải bị sa thải thể rõ chương 3) c Phương án dây động lực dây phân phối: Từ hệ thống tủ điện phân phối đặt máy phát tầng hầm, tuyến cáp cấp nguồn cho tầng theo thang cáp rộng 600 mm treo tầng hầm rộng 400 mm bắt vách Gaine điện lên cấp điện cho tủ tầng Cáp đến công tắc, thiết bị, ổ cắm vào ống nhựa cứng chống cháy PVC Ø20, Ø25 chôn ngầm tầng bê tông chôn ngầm sàn d Tủ điện điều khiển, tủ điện phân phối: Các bảng điện tầng dùng bảng điện vỏ tole sơn tónh điện dày 2mm, lắp đèn báo pha, Vol kế, Ampe kế, Đảo điện cho Ampe kế, ngắt điện tự động CB Các bảng điện tầng dùng bảng điện vỏ tole sơn tỉnh điện bắt âm tường, thiết bị đóng dùng MCCB pha pha bảo vệ từ nhiệt e Chiều cao treo thiết bị : Bảng điện, công tắc mắc cách sàn 1.4 m Ổ cắm mắc cách sàn 1.1 m Các hộp bảng điện mắc cách sàn 1.4 m tính đến đáy tủ f Nối đất bảng điện, nối đất thiết bị : Dùng cọc thép mạ kẽm để chống ăn mòn loại cáp đồng trần (50,70,95,120,185) mm2, để tiến hành nối đẳng cho toàn nhà Hình vẽ thể chương sau Hệ thống nối đất lên bảng điện lầu, thiết bị động lực, dùng cáp ruột đồng lõi vỏ cách điện PVC làm dây nối đất, mạch động lực ổ cắm bếp, dự trù máy lạnh có dây nối đất kèm nối vỏ tole bảng điện tầng 1.2.3 Sơ đồ mặt tổng thể chung cư phần thuyết minh: Sơ đồ mặt chung cư thể vẽ + Mặt tầng hầm: nơi đậu xe hơi, kho chứa hàng, phòng chứa dầu, + Mặt tầng : nơi đặt máy phát dự phòng, khu vực siêu thị, phòng họp, + Mặt tầng lửng: khu vực đậu xe gắn máy với khoảng 234 xe, phòng máy, phòng máy hồ bơi, siêu thị, bàn bảo vệ + Mặt tầng 1: khu siêu thị thương mại, nhà giữ trẻ, hồ bơi … SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng + Mặt tầng 2-21: hộ, tầng gồm 13 hộ + Mặt tầng 22-23: khu Deparment, gồm 18 hộ + Mặ t bằn g tầ n g má i : tần g với cá c quạt gió buồn g điều khiển thang máy 1.3 NHỮNG YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐIỆN CỦA CHUNG CƯ: a Những yêu cầu chất lượng điện : Như giới thiệu từ đầu luận văn này, chung cư HORIZON chung cư thụôc dạng cao cấp Mỗi tầng phải có đầy đủ tiện nghi sinh hoạt phải đáp ứng nhu cầu sử dụng điện người dân sống chung cư Việc cung cấp điện phải liên tục, tránh trình trạng gián đoạn Nếu có cố điện phải giải cách nhanh để rút ngắn thời gian điện Việc cung cấp điện đòi hỏi số nhu cầu sau : b Độ tin cậy cung cấp điện : Là khả cung cấp điện liên tục cho thiết bị điện, độ tin cậy tuỳ thuộc vào tính chất quan trọng loại thiết bị cần phải hoạt động liên tục điện khu vực bị đảm bảo an toàn cho hoạt động thiết bị nhà máy động cơ, băbg truyền, đèn… c Chất lượng điện : Chất lượng điện đánh giá qua hai tiêu : Tần số f điện áp U -Tần số : Do trung tâm điều độ điều khiển có hộ tiêu thụ lớn ( hàng chục MVA) quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống -Điện áp : vấn đề cần phải quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành tuổi thọ thiết bị Vì phải đảm bảo điện áp dao động khoảng ± 5% xung quanh điện áp m d An toàn : Phải có biện pháp đảm bảo an toàn cho người thiết bị Vì vậy, phải chọn sơ đồ cách dây phải rõ ràng, tránh trường hợp vận hành nhầm Chọn thiết bị tính sử dụng, phù hợp với cấp điện áp dòng điện làm việc e Kinh tế : Thiết kế cung cấp cho vừa đảm bảo nhu cầu sử dụng điện hợp lí phải xét đến tính kinh tế Ngoài yêu cầu trên, tuỳ theo điều kiện cụ thể đòi hỏi phải có nhu cầu riêng Đối với chung cư ta phải thiết kế cung cấp cho vừa có tính an toàn cao đồng thời phải có tính thẩm mỹ, văn minh đại 1.4 PHƯƠNG ÁN PHÂN PHỐI HỆ THỐNG ĐIỆN: Chung cư HORIZON chung cư tương đối lớn có công suất tiêu thụ điện (3000 KVA) Do chung cư khối nhất, nên việc cung cấp điện tương đối dễ dàng Ta đặt máy biến áp điện lực phòng MBA tầng hầm SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n Điện trở nối đất dây thu sét hay cột chống sét công trình dân dụng không vượt 10 Ω 6.4 THI T K B O V AN TOÀN CHO CHUNG C CAO C P HORIZON: 6.4.1 Chọn sơ đồ nối đất: Dựa vào sơ đồ an toàn đăïc điểm chung cư ta chọn sơ đồ an toàn kiểu TN_S để bảo vệ an toàn 6.4.2 Chọn dây N theo tiêu chuẩn IEC: Khi: Spha ≤ 16 mm2 (Cu) ( 25 mm2 (Al)) 16 mm2 < Spha ≤ 35 mm2 (Cu) 25 mm2 < Spha ≤ 50 mm2 (Al) SN > 0.5 Spha cho trường hợp laïi SN = Spha SN = 16 mm2 SN = 25 mm2 6.4.3 Tự động ngắt nguồn mạng nối đất kiểu TT : Tự động ngắt nguồn mạng nối đất kiểu TT thực có hiệu nhờ RCD có độ nhạy Inhạy ≤ U cp RndTB RndTB : Điện trở điện cực nối thiết bị Ucp (50V): Ngưỡng điện áp nguy hiểm thấp người Nguyên tắc : Trong sơ đồ bắt buộc tất phần vỏ kim loại thiết bị phải nối với cực đất nói chung Điểm nối đất trung tính nguồn thường nằm ảnh hưởng cực nối đất an toàn mạng Tổng trở mạch vòng cố chạm đất bao gồm chủ yếu hai loại điện cực nối đất mắc nối tiếp (của nguồn mạng điện điện trở dây không đáng kể so với trổng điện trở RngHT RndTB) Vì vậy, biên độ dòng chạm thường nhỏ để CB tác động Do đó, việc dùng rơle so lệch để bảo vệ cần thiết Bảo vệ tự động mạng nối đất kiểu TT Đảm bảo độ nhạy cách sử dụng RCD coù : I nhay ≤ U cp RndTB = 50V RndTB RndTB : Điện trở điện cực nối thiết bị (an toàn) Inhay :Dòng điện so lệch tác động định mức RCD Đối với bảo vệ thục có tính tạm thời (ví dụ công trường) khu vực nông nghiệp, làm vườn, giá trị Ucp công thức phải thay 25V 6.4.4 Chọn thiết bị RCD bảo vệ chống chạm điện : 20 Ω Điện trở nối đất trạm RndHT = 3.7 Ω Điện trở nối đất mạng chọn RndTB = Dòng điện chạm đất : I cham = 220 = 7.333 (A) (Với dòng điện CB tác động) RndHT + RndTB Điện áp tiếp xuùc : SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 83 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng U tx = I cham * RndTB = 7.333 * 20 = 146.667V > Ucp = 50 (V) trị số nguy hiểm Việc phối hợp nhằm cắt cố chọn lọc thực cách tạo thời gian trể cách chia nhỏ mạch Theo đó, phần tử nhóm bảo vệ riêng Tính chọn lọc đảm bảo có CB phía trước vị trí cố tác động 6.4.5 Tính chọn lọc giữûa RCD: SVTH: Nguy n Hùng Qn (20702027) Trang 84 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n Sự chọn lọc thực việc sử dụng nhiều RCD có độ nhạy khác Ở đây, ta chọn theo mức : Tại Tủ phân phối : I nhay ≤ U cp RndTB = 50V 50 = = 3( A) RndTB 16 Choïn RCD vigi 3(A) (tra trang chủ Merlin Gerlin) với dòng nhạy 3(A), thời gian tác động chậm 500(ms) để cắt nguồn Tại Tủ phân phối khác : I nhay ≤ U cp R ndTB = 50 V 50 = = 1( A ) R ndTB 50 Choïn RCD vigi 1(A) (tra trang chủ Merlin Gerlin) với dòng nhạy 1(A), thời gian tác động chậm 300(ms) để cắt nguồn Tại Tủ phân phối khu vực : U cp 50V 50 I nhay ≤ = = = 300 ( mA ) RndTB RndTB 166 SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 85 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng Chọn RCD vigi 300(mA) (tra trang chủ Merlin Gerlin) với dòng nhạy 1(A), thời gian tác động chậm 300ms để cắt nguồn Tại Tủ phân phối cho phòng : I nhay ≤ U cp R ndTB = 50V 50 = = 30 ( mA ) R ndTB 1666 Choïn RCD DPN vigi 30(mA) (tra trang chủ Merlin Gerlin) với dòng nhạy 1(A), thời gian tác động chậm 300ms để cắt nguồn Vậy,khi xuất Uchạm > 50(V) phần bị chạm vỏ, thiết bị tác động cắt nguồn cách chắn Tuỳ theo thiết bị ba pha hay pha mà ta chọn RCD cho thích hợp Nếu thiết bị pha ta mắc RCD sau : SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 86 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng Cách mắc thực CB hộ gia đình tủ pha Nếu thiết bị ba pha ba dây(thiết bị ba pha đấu tam giác) mắc RCD sau: Cách mắc áp dụng CB động bơm nước Nếu thiết bị ba pha bốn cực (ba pha đấu sao) ta sẽû mắc RCD sau : Cách mắc áp dụng CB động thang máy 6.4.6 Tính toán thực hệ thống điện trở nối dất: Thực tế chung cư không cần nối đất lặp lại cuối đường dây 380/220V mà nối đất trung tính trạm biến áp, điện trở nối đất không vượt Ω 6.4.6.1 Nối đất trung tính: Chọn loại mạch vòng phức hợp cọc: Cọc : thép góc 40 x (mm) , daøi lc = (m) Thanh ngang : 40 x (mm), daøi lth = 18 (m) Choïn ρ d = 100 ( Ωm ) Khoảng cách cọc a = (m) Cọc chôn sâu t0 =0.8 (m) Tra bảng PL 03 sánh tập Kỹ Thuật Điện Cao p_ Hồ Văn Nhật Chương, ta có hệ số theo mùa : Km (cọc) = 1.4 ; Km (thanh) = 1.6 Điện trở cọc là: SVTH: Nguy n Hùng Qn (20702027) Trang 87 án t t nghi p k s ngành n R1coïc = GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng 2l c km × ρd 4t + l c + ln ) ( ln 0.95 × b 4t − l c 2πl c lc = 0.8 + 1.5 = 2.3 (m) 1.4 × 100 2×3 × 2.3 + ⇒ R1coïc = + ln ) = 40.09 ( Ω ) (ln 2π × 0.95 × 0.04 × 2.3 − a Do tỉ số = = ,ta chọn hệ số sử dụng cho cọc η c = 0.9 (PL12) l R1coc Điện trở nối đất Rnđất = Ω Vậy số cọc sơ : Rnđất = η c × n sb R1coc 40.09 =11.12 = ⇒ nsb = η c × Rndat 0.9 × Với t = t0 + Ta chọn n = 12 (cọc) Với tỉ số : η c = 0.66 a = = số cọc n = 12 (cọc), Tra PL05, ta hệ số sử dụng cọc l Điện trở ngang 40 x (mm) lắp thành mạch vòng: L = x18 = 72 (m), b= 40 (mm) ⇒ Rth = ρ tt K × L2 ln b×t 2πL Tra bảng PL19 tài liệu ta có : K = 5.53 (do ⇒ Rth = Ta coù : l1 = 1) l2 1.6 × 100 5.53 × × 72 = 5.09 ( Ω ) ln 2π × 72 0.04 × 0.8 a = = , tra baûng PL07, ta hệ số sử dụng xoay chiều cọc l bố trí theo mạch vòng ứng với 12 cọc : η t = 0.38 Vậy điện trở thực cọc nối đất: Rtđ = Rcoc × Rth 40.09 × 5.09 = = 3.67 ( Ω ) < 10 ( Ω ) Rcoc η t + n × η c × Rth 40.09 × 0.38 + 12 × 0.66 × 5.09 Kết luận: Với Rtđ = 3.67( Ω ) < ( Ω ) sử dụng nối đất trạm biến áp thỏa yêu cầu điều kiện an toàn nối đất hệ thống ñieän SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 88 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng 6.4.6.2 Nối đất vỏ thiết bị: Ta thực nối đất vỏ thiết bị cấp + Tại Tủ phân phối : Rnđ max = 16 Ω R1cọc = 1.4 × 100 2×3 × 2.3 + ) = 40.09 ( Ω ) (ln + ln 2π × 0.95 × 0.04 × 2.3 − Ta duøng hệ thống cọc // Rtd = 40.09 = 13.63 ( Ω ) < 16 Ω thỏa điều kiện + Tại Tủ phân phối khác : Rnđ max = 50 Ω R1cọc = 1.4 × 100 2×3 × 2.3 + ) = 40.09 ( Ω ) + ln (ln 0.95 × 0.04 × 2.3 − 2π × Ta duøng cọc Rtd = 40.09 < 50 ( Ω )thỏa điều kiện + Tại Tủ phân phối khu vực : Rnđ max =166 Ω R1cọc = 1.4 × 100 2×3 × 2.3 + ) = 40.09 ( Ω ) (ln + ln 2π × 0.95 × 0.04 × 2.3 − Ta dùng cọc Rtd = 40.09 < 166 ( Ω )thỏa điều kiện + Tại Tủ phân phối cho phòng Rnđ max =1666 Ω R1cọc = 1.4 × 100 2×3 × 2.3 + ) = 40.09 ( Ω ) + ln (ln 0.95 × 0.04 × 2.3 − 2π × Ta duøng cọc Rtd = 40.09 < 1666( Ω )thỏa điều kiện Nối đẳng cho toàn nhà: Thực việc nối đẳng cho toàn nhà cách nối trung tính máy biến áp thiết bị khác vào hố tiếp đất hình vẽ SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 89 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n Chương TÍNH TOÁN CHỐNG SEÙT 7.1 KHÁI NI M V SÉT VÀ B O V CH NG SÉT: 7.1.1 Khái niệm sét : Trong khí quyển, đám mây tích điện trái dấu sinh phóng điện Trước có phóng điện sét, có phân chia tích luỹ điện tích cao đám mây giông, tác động luồng khí nóng bốc lên nước ngưng tụ đám mây Điện áp đám mây giông đất đạt tới trị số hàng chục, chí hàng trăm triệu volt Giữa đám mây đất hình thành tụ điện khổng lồ Cường độ điện trường tụ điện mây đất không ngừng tăng lên cường độ điện trường đạt tới giá trị tới hạn (25-30 KV/cm) bắt đầu có phóng điện hay gọi sét 7.1.2 Các hậu sét việc bảo vệ chống sét trực tiếp: Khi lựa chọn phương pháp bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào công trình, cần phải lựa chọn phương pháp bảo vệ thích hợp với đặc tính cấu trúc, mục đích sử dụng, yêu cầu công nghệ công trình Sét đánh trực tiếp vào đường dây tải điện gây nhiều tác hại nghiêm trọng như: làm gián đoạn việc cung cấp điện hệ thống, làm ngắn mạch, chạm đất pha thiết bị diện tượng điện áp dẫn đến hư hỏng cách điện thiết bị Khi sét đánh vào công trình điện, nhà cao tầng; dòng điện sét sinh gây tác dụng nhiệt, cơ, điện từ gây hư hại tài sản : vật dụng, thiết bị nguy hiểm cho tính mạng người Do đó, bảo vệ chống sét việc cần thiết cho công trình SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 90 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng Việc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp thường thực phương pháp dùng cột thu sét dây thu sét Bao gồm : phận thu sét, phận nối đất 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 7.2 B O V CH NG SÉT ÁNH TR C TI P : 7.2.1 Các nguyên tắc bảo vệ: Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm : p dụng công trình có độ cao 15(m) công trình không quan trọng Theo phương thức bảo vệ trọng điểm, phận thường bị sét đánh phải bảo vệ Đối với công trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ bốn góc, xung quanh tường chắn mái kết cấu nhô cao khỏi mặt đất Đối với công 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 : p dụng công trình có độ cao 20 (m) công trình quan trọng, dễ cháy nổ Theo nguyên tắc toàn công trình phải nằm phạm vi bảo vệ cột thu sét đây, nhà có độ cao 41.6 (m) ta thực biện pháp bảo vệ toàn 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 7.2.2 Bảo vệ dùng kim thu sét: Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ kim thu sét : rx : bán kính bảo vệ công trình Bán kính bảo vệ kim độ cao hx : rx = 1.6h h − hx p h + hx Trong : h : Độ cao cột thu sét hx : Độ cao công trình cần bảo vệ SVTH: Nguy n Hùng Qn (20702027) Trang 91 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n p=1 p= neáu 5.5 h neáu h ≤ 30 (m) h > 30 (m) 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 Với h0 = h - a neáu 7p h > 30 (m) Khi phối hợp nhiều cột để bảo vệ diện tích, đôi cột có phạm vi bảo vệ hai cột Phạm vi bảo vệ phía cột không cần vẽ, có yêu cầu sau : D ≤ (h-hx) p a12 a14 a23 D a34 7.2.3 Bảo vệ chống sét dùng đầu thu sét ESE (Early Stream Emision): Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ đầu thu ESE : Cách lắp đặt : Đầu Ese lắp đặt cột độc lập kết cấu công 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 Δ 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 : Isét ≤ (KA); RS = 20 (m) + Bảo vệ cấp II : (KA) ≤ Isét ≤ (KA); RS = 45 (m) + Bảo vệ cấp III : Isét ≥ (KA); RS = 60 (m) Bảng bán kính bảo vệ loại đầu thu sét ESE, theo độ cao lắp đặt kim (trích sách an toàn điện cô Phan Thị Thu Vaân) SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 92 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n SE6, Δ L = 15m Rp(m) SE9, Δ L = 30m SE12, L=45m SE15, Δ L= 60m H(m) I (20m) II (45m) III (60m) I II III I II III I II III 10 20 30 13 25 32 33 34 35 35 18 36 46 47 49 55 58 20 41 52 54 56 63 69 19 38 48 49 49 50 50 25 51 64 65 66 71 73 28 57 72 73 75 81 85 25 51 63 64 64 64 65 32 65 81 82 83 86 89 36 72 90 91 92 97 101 31 63 79 79 79 80 80 39 78 97 98 99 102 104 43 85 107 108 109 113 116 60 35 60 75 50 75 90 65 90 105 80 105 120 Bán kính cạnh tranh : Theo phương pháp này, góc nhà đỉnh nhọn tạo vùng cạnh tranh với bán kính cạnh tranh cho bảng sau : (trích sách an toàn điện cô Phạm Thị Thu Vaân) Hx (m) 10 12 14 16 18 Rct (m) 12 17 20 23 26 28 30 31 33 Hx (m) 20 22 24 26 28 32 34 45 70 Rct (m) 34 35 36 37 38 39 40 41 42 7.3 TÍNH TỐN B O V CHO CƠNG TRÌNH: Diện tích (62.4x39) m2 Chiều cao tối đa nhà 85 m Ta sử dụng đầu thu sét ESE để bảo vệ cho công trình Ta dùng đầu thu sét đặt phía trung tâm tầng mái Với H = 85 (m) ⇒ Rct = 42 (m) Khi bán kính cần bảo vệ : RBV = Rct + 62.4/2 = 42 +31.2 = 73.2 (m) Khi muốn bảo vệ cấp III : Tra bảng ta chọn đầu SE -15 , với H = 85 (m) Rp = 120 (m) > 73.2 (m) Suy ra, công trình bảo vệ Khi muốn bảo vệ cấp II Tra bảng 7.1 ta chọn đầu SE -15 , với H = 60 (m) Rp = 105 (m) > 73.2 (m) SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 93 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n 1A 2A 7800 3900 7800 3900 3900 4A 7800 7800 3900 4200 7800 7800 8A 7800 7800 3600 4150 3650 F Ro of ove rhang Sên o má i ph ía E TECHN IC ROOM +80.850 14 D 10 FFL +80.970 13 C 12 11 B A Mặt diện tích chung cư Tóm lại, ta sử dụng đầu SE 15 với Rp = 120 m Tính toán nối đất chống sét : Điện trở nối đất tính toán cho hệ thống chống sét phải thoả mãn Rnđ ≤ 10 (Ω) Chọn hệ thống nối đất hình tia: Ta chọn thông số sau: Cọc : thép góc 40 (mm) , dài lc = (m) Thanh ngang : 40 (mm) Choïn ρ d = 100 ( Ωm ) Khoảng cách cọc a = (m) Cọc chôn sâu t0 =0.8 (m) Tra bảng PL 03 sánh tập Kỹ Thuật Điện Cao p_ Hồ Văn Nhật Chương, ta có hệ số theo mùa : Km (cọc) = 1.3 ; Km (thanh) = 1.45 Điện trở suất tính toán : tt = đ × K m = 100 × 1,45 = 145( ) Điện trở cọc : R1cọc = km × ρd 2l c 4t + l c + ln ( ln ) 2πl c 0.95 × b 4t − l c lc = 0.8 + 1.5 = 2.3 (m) 2×3 × 2.3 + 1.3 × 100 + ln ) = 37.19 ( Ω ) ⇒ R1cọc = (ln 0.95 × 0.04 × 2.3 − 2π × Với t = t0 + SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 94 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n Tính toán sơ , tỉ số cọc η c = 0.83 (PL04) a = = 2, ước lượng 37.19/0.8~5 ta chọn hệ số sử dụng cho l Điện trở nối đất: Rnđất = 10 ( Ω ) Vậy số cọc sơ : Rnđất = ⇒ nsb = R1coc η c × n sb R1coc 37.19 = = 4.48 η c × Rndat 0.83 × 10 Ta choïn n = (cọc) Với tỉ số η c = 0.83 a = = số cọc n = (cọc), Tra PL04, ta hệ số sử dụng cọc : l Điện trở ngang 40 (mm) nối cọc: L =24 (m), b= 40 (mm) Ta coù : ⇒ Rth = ρ tt 2l ln th 2πL b × t ⇒ Rth = 1.45 × 100 × 24 ln = 10.09 ( Ω ) 2π × 24 0.04 × 0.8 a = = , tra bảng PL06, ta hệ số sử dụng xoay chiều cọc l bố trí dọc theo : η t = 0.88 Điện trở thực cọc nối đất: Rtđ = Rcoc × Rth 37.19 × 10.09 = 5.04 ( Ω ) < 10 ( Ω ) = Rcoc η t + n × η c × Rth 37.09 × 0.88 + × 0.83 × 10.09 Kết luận: Với Rtñ = 5.04( Ω ) < 10 ( Ω ) thỏa yêu cầu điều kiện nối đất chống sét hệ thống điện SVTH: Nguy n Hùng Qn (20702027) Trang 95 án t t nghi p k s ngành n GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng TÌNH HÌNH VỀ NGUỒN ĐIỆN NĂNG Ở NƯỚC TA Trong năm gần đây, nước ta vào trình trạng thiết hụt điện Nguồn điện cung cấp chủ yếu nước ta chủ yếu dựa vào thuỷ điện, nguồn điện phát từ thuỷ điện có công suất cao lại không ổn định, tuỳ thuộc vào điều kiện thời tiết Thực tế cho thấy, nguồn điện dồi mùa mưa lại thiếu hụt trầm trọng mùa nắng Trong giai đoạn nước ta gia nhập vào WTO, với phát triển mạnh mẽ mặt kinh tế kỹ thuật, nhu cầu sử dụng điện tăng cao Do đó, nước ta rơi vào tình khó khăn nguồn điện Tuy nhiên, xét lại nước ta, việc sử dụng điện lãng phí, sử dụng điện chưa mục đích, thiết bị điện hiệu suất thấp nên tiêu tốn điện nhiều Người dân có ý thức tầm quan trọng nguồn lượng chưa cao, thực tính toàn quốc gia người dân có ý thức tiết kiệm năm nước ta tiết kiệm khoảng chi phí lớn Chung cư cao cấp HORIZON chung cư có công suất tiêu thụ điện lớn, mà chung cư mô hình dân cư sử dụng điện hiệu Theo tốc độ đô thị hoá cao nên mô hình chung cư xuất ngày nhiều Nó làm cho thiếu hụt điện nước ta ngày trầm trọng Do đó, phải có giải pháp thật hiệu để giải trình trạng thiếu hụt điện nước ta Ngày nay, có nhiều nguồn lượng tìm nhằm bổ sung vào nguồn lượng hoá thạch nhày khan Các nguồn lượng điện sản xuất từ nhiều nguồn như: nhà máy lượng mặt trời, nhà máy nhiệt điện, dùng thu lượng mặt trời… Chuyên đề hướng cho hiểu rõ nguồn lượng thân thiện với môi trường, đem lại hiệu cao Nội dung chuyên đề cung cấp cho thông tin phương pháp tạo điện từ nguồn lượng mặt trời, chu trình làm việc nhà máy điện dùng nguồn lượng mặt trời SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 96 GVHD: PGS.TS Phan Qu c D ng án t t nghi p k s ngành n TÀI LIỆU THAM KHẢO TL1 : Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện Phan Thị Thanh Bình, Dương Lan Hương, Phan Thị Thu Vân Nhà xuất Đại Học quốc gia TPHCM TL2 : Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC Bộ môn cung cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật- 2005 TL3 : Bài tập kỹ thuật điện cao áp Hồ Văn Nhật Chương Nhà xuất Đại Học quốc gia TPHCM-2003 TL4 : Cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Nhà xuất khoa học kỹ thuật TL 5: Giáo trình an toàn điện Phan Thị Thu Vân Nhà xuất Đại Học quốc gia TPHCM – 2001 TL : Kỹ thuật chiếu sáng Dương Lan Hương Nhà xuất Đại Học quốc gia TPHCM TL 7: Một số luận văn tốt nghiệp đề tài cung cấp điện khaùc SVTH: Nguy n Hùng Quân (20702027) Trang 97