thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà c2 trường đại học hàng hải

Lời nói đầu Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người, cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên Con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa.

Lời nói đầu Cung cấp điện ngành quang trọng xã hội loài người, trình phát triển nhanh khoa học kĩ thuật nước ta Con đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quang trọng thiếu ngành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu lĩnh vực nói riêng Trong năm gần đây, nước ta đạt thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội Số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thương mại, dịch vụ, gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể dự báo tiếp tục tăng nhanh năm tới Do mà cần đội ngũ người am hiểu điện để làm công tác thiết kế vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điện nói chung có khâu thiết kế cung cấp điện quang trọng Nhằm giúp sinh viên cố kiến thức học trường vào việc thiết kế cụ thể Nay em làm đồ án cung cấp điện với nhiệm vụ “Thiết kế cung cấp điện cho toàn nhà C2 trường đại học Hàng Hải Việt Nam” Mục lục CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TÒA NHÀ 10 1.1 Thơng tin chung tịa nhà hệ thống trạm biến áp– Trường ĐHHHV .10 1.1.1 Thơng tin chung tồ nhà C2 10 1.1.2 Hệ thống trạm biến áp 10 1.2 Xác định phụ tải tính tốn tòa nhà 14 1.2.1 Các thiết bị điện tòa nhà C2 .14 1.2.2 Phụ tải tính tốn phòng học 16 1.2.3 Phụ tải tính tốn tầng 21 1.2.4 Phụ tải tính tốn động lực 23 1.2.5 Cơng suất tính tốn khối dịch vụ 24 1.2.6 Cơng suất tính tốn tồn nhà C2 25 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 26 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2 .26 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2 26 2.1.2 Phân chia pha cho tải 26 2.2 Lựa chọn kiếm tra tiết diện dây dẫn 33 2.2.1 Xét đường dây từ trạm biến áp đến tủ tổng 33 2.2.2 Xét dây từ tủ tổng tới tủ phân phối 34 2.2.3 Dây dẫn tới phòng 37 2.2.4 Chọn loại dây dẫn tới thiết bị 40 2.3 Tổn thất công suất tổn thất điện 40 2.3.1 Tổn thất công suất 40 2.3.2 Tính tổn thất công suất tổn thất điện 41 2.3.3 Tính tổn thất cơng suất tổn thất điện đường dây từ tủ tổng tới tấng .42 2.3.4 Tổn tất điện toàn nhà 44 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 45 3.1 Lựa chọn kiểm tra thiết bị tủ tổng 45 3.1.2 Thiết bị bảo vệ tầng 46 3.1.3 Chọn máy biến dòng 46 3.1.4 Chọn thiết bị đo 47 3.1.5 Chon máy phát điện .47 3.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị tủ phân phối .49 3.3 Lựa chọn thiết bị điện bảng điện phòng 50 3.4 Nâng cao hệ số cosφ 53 3.4.1 Phương pháp nâng cao hệ số cosφ 53 3.4.2 Công suất bù 54 3.4.3 Vị trí đặt thiết bị bù 55 Danh mục hình ả Hình 1 Tịa nhà C2 trường ĐHHHVN Hình Trạm biến áp trường đại học Hàng Hải Hình 3Thông số trạm biến áp trường đại học Hàng Hải 10 Hình Thơng số kĩ thuật máy biến áp .11 YHình Thơng số cắt………………………………………….44 thiết bị đóng Hình Hình ảnh máy phát điện 46 Danh mục bảng Bảng 1 Danh sách thiết bị điện toàn nhà C2 12 Bảng Công suất thiết bj điện tòa nhà C2 13 Bảng Công suất các hiết bị điện phòng 114m2 13 Bảng Công suấtcasc thiết bị điện phòng 96m2 .14 Bảng Cơng suất thiết bị điện phịng 48m2 .14 Bảng Công suất thiết bị điện căng tin tầng 14 Bảng Công suất thiết bị điện căng tin tâng 15 Bảng Công suất thiết bị điện phòng chờ 15 Bảng Công suất thiết bị điện hành lang tầng 15 Bảng 10 Công suất thiết bị điện hành lang tầng từ 8-> 16 Bảng 11 Tổng cơng suất phịng cịn lại .16 Bảng 12 Tổng Ptt khối PH 17 Bảng 13 Cơng suất tính toán tầng 17 Bảng 14 Công suất máy bơm 17 Bảng 15 Công suất thang máy 18 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TỊA NHÀ 1.1 Thơng tin chung tòa nhà hệ thống trạm biến áp– Trường ĐHHHV 1.1.1 Thơng tin chung tồ nhà C2 Nhà giảng đường C2 khánh thành tháng 9/2015 với diện tích sử dụng 1.075m2 x tầng, diện tích sân 4.500 m2; nhà cao 40,5 m, dài 76 m bao gồm 44 phòng học đại vào hệ thống sở vật chất Hình 1 Tịa nhà C2 trường ĐHHHVN 1.1.2 Hệ thống trạm biến áp Hình Trạm biến áp trường đại học Hàng Hải Hình 3Thơng số trạm biến áp trường đại học Hàng Hải Hình Thơng số kĩ thuật máy biến áp 1.2 Xác định phụ tải tính tốn tịa nhà Dựa vào tiêu chuẩn quốc gia TCVN9206 – 2012 để tính phụ tải tồ nhà C2 1.2.1 Các thiết bị điện tòa nhà C2 Dựa khảo sát chi tiết nhà C2 ta liệt kê số thiết bị phịng học tồ nhà bảng 1.1 Bảng 1 Danh sách thiết bị điện toàn nhà C2 10  ∆A% = 0,008%  Xét đường dây thang máy ta có: 4x1C 35mm2 CU/PVC Ta có r0 = 0,57 (Ω/km)  ∆P = 21W = 0,021kW  ∆A% = 0,004% 2.3.4 Tổn tất điện toàn nhà ∆ATN% = ∆AMBA% + ∆ATC1% +∆ATC2% +∆AT1% +∆AT2% +∆AT3% +∆AT4% +∆AT5% +∆AT6% +∆AT7% +∆AT8% +∆AT9% +∆ACS% +∆ATM% = 1,44% +0,05% +0.008% +0,001% +0,003% +0,008% +0,013% +0,017% +0,018% +0,026% +0,03% +0,04% +0,008% +0,004% = 1,662% ∆ATN = 28343 kWh  Vậy năm nhà tổn thất 28343 kWh 40 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 3.1 Lựa chọn kiểm tra thiết bị tủ tổng 3.1.1 Thiết bị bảo vệ máy biến áp tủ tổng Ta chọn thiết bị đóng cắt cho tồn hệ thống hình 3.1 41 Hình Thơng số thiết bị đóng cắt Ta có: S = 359,4 + j222,8  Ilamviec = = 610A ITK = 1,2 x 610 = 732,4 A Trong 1,2 hệ số an tồn  Ta chọn loại MCCB pha cực 800A – 75kA 3.1.2 Thiết bị bảo vệ tầng  Xét tầng có S = 37,3 + j23,2 42  ITT = 115,5A  ITK = 138,5A  Chọn MCCB 3P/150A-30kA  Xét tầng có S = 23,4 + j14,6  ITT = 72,49A  ITK = 86,93A  Chọn MCCB 3P/100A-22kA  Xét tầng 4, 5, có S = 24,8 + j15,4  ITT = 76,78A  ITK = 92,136A  Chọn MCCB 3P/100A-22kA  Xét tầng có S = 28,3 + j17,6  ITT = 87,6A  ITK = 105,1A  Chọn MCCB 3P /25A-30kA  Xét tầng có S = 26.8 + j16,3  ITT = 81A  ITK = 97,3A  Chọn MCCB 3P/100A-22kA 43 3.1.3 Chọn máy biến dòng Ta có cường độ dịng điện qua biến dịng là: I= x Lại có STN = 359,4 + j222,8 I= x = 203,4A  Vậy ta chọn biến tần có hệ số 400/5A  Biến dịng đo lường ta chọn MCT 400/5A  Biến dòng bảo vệ PCT 400/5A 3.1.4 Chọn thiết bị đo Ampe kế 0-500A Vôn kế 0-500V 44 3.1.5 Chon máy phát điện Hình Hình ảnh máy phát điện Máy phát diện Misubishi 125 kVA Động cơ: Misubishi 6D16 Đầu phát: DENYO Công suất: 125 kVA Hệ số công suất: 0,8 Tần số: 50Hz Số pha: pha-4 dây Điện đơn(50HZ): 380V Trọng lượng: 2000Kg 45 3.1.6 Chống sét Tính thông số sét van cho tủ tổng Ta có UâmCSV ≥ Ke x Trong UâmCSV điện áp dây chế độ vận hành cực đại hệ thống Umax= 1,05 x1,1 x Ulưới  Xét lưới điện âm tính trực tiếp nối đất UâmCSV ≥ 1,4 x =0,808Umax  Chọn điện áp cho chống sét UC ≥ Ke x Trong UC điện áp vận hành liên tục chống sét van TCV = Ke x = 1,4 x = 0,3773296 UC = = 0,186648 = 186,648 Vac 3.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị tủ phân phối Ta chọn loại thiết bị đóng cắt cho tủ phân phối hình 3.1  Xét phịng 114m2 Có P = 13383W  ITT = 71,5A  ITK = 75,9A  Chọn MCB 2P 80A10kA  Xét phịng 96m2 Có P = 9379W  ITT = 50,15A  ITK = 60,9  Chọn MCB 2P/63A 46  Xét phịng 48m2 Có P = 5453W  ITT = 29.2A  ITK = 35  Chọn MCB 2P/40A-kA  Xét căng tin tầng Có P = 13294W  ITT = 71A  ITK = 85.32A  Chọn MCB 2P/100A-10kA  Xét căng tin tầng Có P = 6336W  ITT = 33.9 A  ITK = 40,6 A  Chọn MCB 2P/63A10kA  Xét phòng chờ Có P = 3036W  ITT = 16.3 A  ITK = 19.5 A  Chọn MCB 2P-5kA 3.3 Lựa chọn thiết bị điện bảng điện phòng  Xét thiết bị phịng học Ta có ITT = ITK = ( 1,2 ÷ 1,5)ITT ( thiết bị điện chiếu sáng ) 47 ITK = (2 ÷ 2,5)ITT ( động )  Xét phòng 114m2 +) điều hòa: ΣP = 9000W  ITT = = 34,8 A  ITK = 34,8 x 1,2 = 41,76 A  Chọn MCB 1P/63A +) quạt trần + 18 đèn + máy chiếu: ΣP = 1383W  ITT = = 7,39 A  ITK = 7,39 x 1,2 = 8,868 A  Chọn MCB 2P/20A +) ổ cắm: ΣP = 3000W  ITT = = 16 A  ITK = 16 x 1,2 = 19,2 A  Chọn MCB 2P/20A  Xét phòng 96m2 +) điều hòa: ΣP = 5400W  ITT = 28,8 A  ITK = 34,6 A  Chọn MCP 2P/40A +) quạt trần + máy chiếu + 12 đèn: ΣP = 997W  ITT = 5,33 A  ITK = 6,39 A  Chọn MCP 2P/20A +) ổ cắm: ΣP = 3000W 48  ITT = 16 A  ITK = 19,2 A  Chọn MCP 2P/20A  Xét phòng 48m2 +) điều hòa: ΣP = 1800W  ITT = 9,7A  ITK = 11,5A  Chọn MCP 2P/20A +) tivi + đèn + quạt trần  ITT = 2,3A  ITK = 2,8A  Chọn MCP 2P/20A  Xét căng tin tầng 1: +) Quạt trần + quạt treo tường + đèn : ΣP = 994W  ITT = 5,3A  ITK = 6,3 A  Chọn MCP 2P/20A +) Nồi điện: ΣP = 3000W  ITT = 16 A  ITK = 19 A  Chọn MCP 2P/20A +) Tủ lạnh + ổ cắm: ΣP = 3260W  ITT = 17,4 A  ITK = 20,9 A  Chọn MCP 2P/40A  Xét căng tin tầng 49 +) Quạt trần + tủ lạnh + đèn : ΣP = 336W  ITT = 1,7A  ITK = 2,1 A  Chọn MCP 2P/20A +) Nồi điện: ΣP = 3000W  ITT = 16 A  ITK = 19 A  Chọn MCP 2P/20A  Xét hành lang tầng +) tivi + camera: ΣP = 343W  ITT = 1.84 A  ITK = 2.2 A  Chọn MCP 2P/20A  Xét hành lang tầng ΣP = 191W  ITT = 1.02A  ITK = 1.3 A  Chọn MCP 2P/20A 3.4 Nâng cao hệ số cosφ 3.4.1 Phương pháp nâng cao hệ số cosφ Gồm có nhóm biện pháp nâng cao hệ số cos - Nâng cao hệ số cos tự nhiên - Bù công suất phản kháng a Nhóm giải pháp nâng cao costự nhiên 50 - Thay đổi cải tiến quy trình công nghệ để thiết bị điện làm việc chế độ hợp lý - Thay động không đồng làm việc non tải động có cơng - suất nhỏ Giảm điện áp động làm việc non tải Hạn chế động chạy không tải Dùng động đồng thay động không đồng Nâng cao chất lượng sửa chữa động Thay máy biến áp làm việc non tải máy biến áp có dung lượng nhỏ b Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos Sử dụng thiết bị bù - Máy bù đồng - Tụ điền (Tụ bù) c Tính tốn bù công suất phản kháng tụ điện Qbù = P.(tg1 - tg2) Trong đó: - : góc trước bù tải cần bù 2: góc sau bù cos2: 0,85 0,9 = 0,9 – hệ số xét đến bù cos tự nhiên 3.4.2 Công suất bù  Xét hệ thống điện tồn nhà C2 Có S = 359,4 + j222,8 Ptt = 359,4 kW Qtt = 222,8 kVAr Cosφ = 0,85 => tanφ = 0,619 Để đáp ứng quy định điện lực Việt Nam: cosφ = 0,9 - Góc bù ta tiến hành bù để nâng cao hệ cosφ lên 0,87  tan2 = 0,567 51  Qbu1 = P x (tan1 – tan2) = 359,4 x (0,619 – 0,567) = 19 kVAr - Góc bù ta tiến hành bù để nâng cap hệ số cosφ lên 0,9  Qbu2 = P x (tan2– tan3) = 359,4 x (0,567 – 0,484) = 30 kVAr 3.4.3 Vị trí đặt thiết bị bù Sau tính dung lượng bù chọn loại thiết bị bù vấn đề quan trọng bố trí thiết bị bù vào mạng cho đạt hiệu kinh tế Thiết bị bù đặt phía điện áp cao (lớn 1000V) phía điện áp thấp (nhỏ 1000 V), nguyên tắc bố trí thiết bị bù đạt chi phí tính tốn nhỏ Máy bù đồng bộ, có cơng suất lớn nên thường đặt tập trung điểm quan trọng hệ thống điện Ở xí nghiệp lớn , máy bù có thường đặt phía điện áp cao trạm biến áp trung gian Tụ điện đặt mạng điện áp cao mạng điến áp thấp Đối với tòa nhà C2 tiến hành đặt tủ bù phía điện áp thấp 52 KẾT LUẬN Đề tài ĐỒ ÁN môn học: “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà C2” thực hồn thành có số kết sau: - Tính tốn phụ tải tính tốn cho tòa nhà C2 - Đưa phương pháp dây cho hệ thống tòa nhà C2 - Thiết kế sơ đồ dây cung cấp điện cho nhà C2 phần mềm autocad - Lựa chọn thiết bị điện cho hệ thống điện tòa nhà C2 Đồ Án hoàn thành, nhiên kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh nhiều sai sót mong nhận đóng góp để Đồ Án hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn cố Th.S Vũ Thị Thu giúp đỡ tận tâm chúng em suốt trình làm hồn thành Đồ Án mơn học Em xin chân thành cảm ơn ! 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu học tập cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [2] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9206: 2012 54 ... ÁN CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2 Tòa nhà C2 cấp điện từ TBA khu C trường Đại học Hàng. .. tồn nhà C2 25 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 26 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2 .26 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện cho tòa nhà C2. .. bị điện tòa nhà C2 Dựa khảo sát chi tiết nhà C2 ta liệt kê số thiết bị phịng học tồ nhà bảng 1.1 Bảng 1 Danh sách thiết bị điện toàn nhà C2 10 11 Bảng Cơng suất thiết bị điện tịa nhà C2 1.2.2