(TIỂU LUẬN) đề tài thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà a5

Mục lục Mục lục Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Thu thập số liệu ban đầu: CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN Đặt vấn đề Số liệu công suất thiết bị nhà A5 1.1 Xác định phụụ̣ tải tính tốn tầng 1.2 Xác định phụụ̣ tải tính toán tầng 1.3 Xác định phụụ̣ tải tính tốn tầng 1.4 Xác định phụụ̣ tải tính tốn tầng 1.5 Xác định phủ tính tốn khác 1.6 Tổng hợp phụụ̣ tải tòan khu nhà CHƯƠNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Xác định vị trí trạm biến áp khu nhà 2.2 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện 2.3 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp tủ điện tổng khu n CHƯƠNG TÍNH TỐN VỀ ĐIỆN 3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp 3.1.1 Lựa chọn dây dẫn từ 3.1.2 Lựa chọn dây dẫn tần 3.1.3 Lựa chọn dây dẫn tần 3.1.4 Lựa chọn dây dẫn tần 3.1.5 Lựa chọn dây dãn tần 3.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất đường dây 3.2.1 tổng Xác định tổn hao điệ 27 3.2.2 Xác định tổn hao điệ tầng 3.2.3 Tổn hao điện áp, tổn 3.2.4 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 31 3.2.5 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 32 3.2.6 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 33 3.3 Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ 34 3.3.1 Tính tốn ngắn mạch 34 Chọn aptomat tổng 36 Chọn áp tô mát tầng 36 Chọn aptomat cho tầng 36 Chọn aptomat cho tầng 37 Chọn aptomat cho tầng 37 CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 39 4.1 Tính tốn chống sét lựa chọn thiết bị chống sét 39 4.2 Tính tốn nối đất 41 KẾT LUẬN .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 LỜI NÓI ĐẦU Ngành điện ngành quan trong xã hội bây giờ, trình phát triển nhanh khoa học kĩ thuạt nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quan trọng khơng thể thiếu nghành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu vè lĩnh vực nói riêng Với đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5”, chúng em cố học hỏi, tìm hiểu để hồn thành cách tốt Trong thời gian thực đề tài, với cố gắng, đồng thời hướng dẫn tận tình giáo T.S Phạm Thị Hồng Anh – người trực tiếp giảng dạy môn Cung cấp điện hướng dẫn chúng em thực đề tài Song kiến thức hạn chế nên làm chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Do chúng em kính mong nhận góp ý bảo ban để chúng em hồn thiện đề tài cảu hồn thành tốt việc học tập nhà trường công việc sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hải phịng, ngày 19 tháng năm 2019 Nhóm sinh viên thực Đỗ Mạnh Cường Vũ Văn Cường Nguyễn Việt Bắc Đề tài : “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5 trường Đại học Hàng Hải Việt Nam Thu thập số liệu ban đầu: Việc thu thập số liệu ban đầu đóng vai trị quan trọng Nếu thu thập liệu kỹ càng, tỉ mỉ kết trình thiết kế đảm bảo Nếu thu thập số liệu ban đầu khơng xác q trình thi cơng phải chỉnh lại nhiều lần Số liệu nguồn: Dung lượng MBA: 400KVA Cấp điện áp :22/0,4 KV Khoảng cách từ MBA đến toàn nhà : 100m CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN Đặt vấn đề Phụ tải tính tốn: Là loại phụ tải giả thiết lâu ngày không đổi mặt biến đổi nhiệt Nó làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Ptt= knc.Pđm (Lây sô knc= 0.8 ; cosφ = 0.9 => tgφ =0.48) Ptb≤ Ptt≤Pmax Công suất phản kháng tính tốn: Qtt=Ptt.tg Cơng suất biểu kiến: Stt=√ P2tt +Q2tt (KVA) Một cách gần ta lấy: Pđ=Pđm: Trong Pđi,Pđmi : cơng suất đặt công suất định mức thiết bị thứ i (KW) Ptt,Qtt,Stt : công suất tác dụụ̣ng, phản kháng tồn phần tính tốn nhóm thiết bị (KW), (KVAR), (KVA) Knc: hệ số nhu cầu cosφ: hệ số cơng suất tính tốn, tra sổ tay kĩ thuật, từ cosφ tính tgφ n: số thiết bị nhóm Nếu hệ số công suất cosφ thiết bị nhóm khơng giống phải tính hệ số cơng suất trung bình theo cơng thức sau: Đối với nhóm thiết bị có knc: Ưu điểm: Đơn giản, tính tốn thuận tiện Nhược điểm: Kém xác hệ số nhu cầu tra sổ tay Số liệu công suất thiết bị nhà A5 Bảng 1.1: Các thiết bị công suất thiết bị 1.1Xác định phụ tải tính tốn tầng Bảng 1.2: Số liệu phụ tải phòng tầng Tầng1 Phòn g Đèn tuýp 101 102 103 104A 104B 105A 105B 106 107 108 109 109A WC Tổng Tư bang 1.2 ta tinh đươc công suât đinh mưc: Pdm = 0.022x60 + 0.022x4 + 1.2x19 + 0.05x18 + 0.045x9 + 0.06x2 + 0.035x21 + 0.015x12 = 26.548 Kw Ptt = Knc.Pdm= 0.8x26.548=21.238 Kw Qtt= Ptt.tgφ Qtt=21.238 x 0.48= 10.194 (KVAR) Stt=√P2tt +Q2tt =√21.2382 +10.1942 = 23.558(KVA) 1.2 Xác định phụ tải tính tốn tầng Bảng 1.3: Số liệu phụ tải phòng tầng Tầng2 Phòn g Đèn tuýp 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 WC Tổng Tư bang 1.3 ta tinh đươc công suât đinh mưc: Tổn hao cơng suất - Tính tổn hao cơng suất tác dụụ̣ng P2 +Q2 tti ∆ P= tti U R đm = - 8,76 0,38 i =303,3 (W) Tính tổn hao cơng suất phản kháng P2 +Q2 ∆ Q= = tti tti U X đm 8,76.0,09 i =¿5,46 (VAR) 0,38 - Tính tổn hao cơng suất toàn phần ∆ S=√∆ P +∆ Q 2 =√303,32 +5,462 = 303,4 (VA) 3.2.5 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng Tổn hao điện áp P r+ Q x tti i ) ∆ U =∑ ( tti i U đm Suy ∆U %= Tổn hao cơng suất - Tính tổn hao cơng suất tác dụụ̣ng 34 P2 +Q2 ∆ P= tti tti U R đm = - 5,61 i =¿ 194,26 (W) 0,38 Tính tổn hao cơng suất phản kháng ∆ Q= = - 5,61.0,09 0,38 =¿ 3,5 (VAR) Tính tổn hao cơng suất tồn phần ∆ S=√∆ P +∆ Q 2 =√194,262 +3,52= 194,3 (VA) 3.2.6 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng Tổn hao điện áp Suy ∆U %= Tổn hao công suất - Tính tổn hao cơng suất tác dụụ̣ng P2 +Q2 ∆ P= tti tti U đm = R i 166,2 0,382 =¿2301,9 (W) 35 - Tính tổn hao công suất phản kháng ∆ Q= 166,2.0,07 = - =¿ 0,382 80,57 (VAR) Tính tổn hao cơng suất tồn phần ∆ S=√∆ P +∆ Q 2 =√2301,92 +80,572= 2303,3 (VA) 3.3 Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an tồn đóng cắt đồng thời pha khả tự động hóa cao, nên aptomat có giá đắt ngày dùng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện ánh sáng sinh hoạt Aptomat chế tạo với điện áp khác nhau: 400V, 440V, 500V, 600V, 690V Người ta chế tạo loại aptomat pha, hai pha, ba pha với số cực khác nhau: cực, hai cực, ba cực, bốn cực Ngồi người ta cịn chế tạo aptomat chống rò điện, aptomat chống rò tự động cắt mạch điện dịng dị có trị số 30 mA, 100 mA 300 mA tùy loại 3.3.1 Tính tốn ngắn mạch Để tính ngắn mạch hạ áp, cho phép lấy kết gần cách cho trạm biến áp phân phối nguồn tổng trở ngắn mạch cần kể từ tổng trở biến áp tới điểm cần tính ngắn mạch 36 Trạm biến áp có dung lượng 400KVA ta có ∆ P0 =900 (W ) ,∆ Pk=4,6 (kW ) ,Uk %=4 % R BA = Uk % X BA= S đm Điện trở điện kháng đường dây: Ta có đường dây đến máy biến áp có tiết diện F = 95mm có vỏ bọc, ta có: {rx ==0,210,06 Ω/km o o rđd =r0 l=0,21.0,1=0,021(Ω) x đd=0,06.0,1=0,06(Ω) Tổng trở từ nguồn điểm ngắn mạch: √ Ztổng= ( RBA +rđd )2 +( XBA +xđd )2=0,06538(Ω) Dòng điện ngắn mạch là: Chọn aptomat tổng I tt 37 Tra bảng 3.2/146 tài liệu [2], ta chọn aptomat từ 250 đến 1200A LG chế tạo Loại Kiểu 400AF ABS40 Chọn áp tô mát tầng I tt Tra bảng 3.2/146 tài liệu [2], ta chọn aptomat từ 250 đến 1200A LG chế tạo Loại 225AF Chọn aptomat cho tầng I tt Tra bảng 3.2/146 tài liệu [2], ta chọn aptomat từ 250 đến 1200A LG chế tạo Loại 225AF Chọn aptomat cho tầng I tt 38 Tra bảng 3.2/146 tài liệu [2], ta chọn aptomat từ 250 đến 1200A LG chế tạo Loại 225AF Chọn aptomat cho tầng I tt Tra bảng 3.2/146 tài liệu [2], ta chọn aptomat từ 250 đến 1200A LG chế tạo Loại 400AF Chọn aptomat cho phịng tầng Ta chọn aptomat theo cơng suất lớn phòng tầng I tt Tra bảng 3.9/177, tài liệu [2], chọn aptomat cỡ nhỏ điện áp 230/400V, IN=10KA, mã hiệu 5SX4 220-6 Siemens chế tạo, Iđm = 20A Chọn aptomat cho phòng tầng Ta chọn aptomat theo công suất lớn phòng tầng I tt 39 Tra bảng 3.9/177, tài liệu [2], chọn aptomat cỡ nhỏ điện áp 230/400V, IN=10KA, mã hiệu 5SX4 220-6 Siemens chế tạo, Iđm = 20A Chọn aptomat cho phòng tầng Ta chọn aptomat theo cơng suất lớn phịng tầng I tt Tra bảng 3.9/177, tài liệu [2], chọn aptomat cỡ nhỏ điện áp 230/400V, IN=10KA, mã hiệu 5SX4 220-6 Siemens chế tạo, Iđm = 20A Chọn aptomat cho phòng tầng Ta chọn aptomat theo cơng suất lớn phịng tầng I tt Tra bảng3.1/146, tài liệu [2],chọn aptomat cỡ nhỏ điện áp 230/400V, I N=10KA, mã hiệu ABE 103a- LG chế tạo, Iđm = 60A CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 4.1 Tính tốn chống sét lựa chọn thiết bị chống sét 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 điện tượng điện áp dẫn đến hư hỏng cách điện thiết bị Khi sét đánh vào cơng trình điện, tồ nhà cao tầng; dòng điện sét sinh gây tác dụụ̣ng nhiệt, cơ, điện từ gây hư hại tài sản: vật dụụ̣ng, 40 thiết bị nguy hiểm cho tính mạng người Do đó, bảo vệ chống sét việc cần thiết cho cơng trình 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) Nguyên tắc bảo vệ : Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm : Áp dụụ̣ng cơng trình có độ cao 15(m) cơng trình khơng 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 dụụ̣ng 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 Như vậy, tịa nhà A5 có chiều cao 20m ta sử dụụ̣ng phương pháp bảo vệ toàn bộ, sử dụụ̣ng kim thu lôi kết hợp với hệ thống nối đất Trên sở nghiên cứu mơ hình, người ta xác định vùng bảo vệ cột thu lơi Đó khoảng khơng gian gần cột thu lơi mà vật bảo vệ đó, có khả bị sét đánh Phạm vi bảo vệ cột thu lơi hình nón cong trịn xoay có tiết diện ngang hình trịn, độ cao hx có bán kính Rx 41 Hình 4.1: Phạm vi bảo vệ cột thu lôi - Ở độ cao hx < h Rx = 1,5h ( 1- 0,8 - Ở độ cao hx > Rx =0.75 h( - hx hx h) h) Trong tài liệu gần Nga, sở khảo sát mô hình, trị số bán kính bảo vệ xác định theo công thức sau : - Rx = 1,6ha.P/ ( + hx h) Trong : hx chiều cao đối tượng cần bảo vệ chiều cao hiệu dụụ̣ng cột thu lôi = h-hx P hệ số, với h < 30m P=1 Với h>30m, p=5,5/√h Qua tìm hiểu, kim thu sét đại INGESCO PDC 2.1 có bán kính bảo vệ lớn, thích hợp bảo vệ cho cơng trình mà khơng cần sử dụụ̣ng q nhiều kim Tịa nhà có chiều dài khoảng 30m, chiều rộng khoảng 10m, chiều cao khoảng 20m Ta chọn kim Ingesco PDC 2.1 có bán kính thu sét 15m 42 Diện tích bảo vệ kim thu sét chọn S= R2 = 152 = 706.5 ( m2 ) Diện tích mặt tịa nhà là: 30.10 = 300m2 Vì diện tích vùng bảo vệ kim thu sét lớn diện tích cần bảo vệ tòa nhà nên kim chọn hợp lý 4.2 Tính tốn nối đất Để đảm bảo cho dòng điện sét tản nhanh vào đất chọn giá trị điện trở hệ thống nối đất Rđ 10 Vậy ta chọn Rđ = 10 Vì tịa nhà A5 xây dựng đất pha cát nên điện trở suất đất có giá trị = 3.104 cm Điện trở suất đất không cố định năm ảnh hưởng độ ẩm nhiệt độ đất Do điện trở trang bị nối đất thay đổi Vì vậy, tt = K , K hệ số hiệu chỉnh tăng cao Tra bảng 10-1 trang 384 tài liệu [1] Chọn K = 1,4 => tt = K = 1,4.3.104 =4,2.104 Chọn phương án nối đất sử dụụ̣ng cọc thanh, ta sử dụụ̣ng 20 cọc sắt L60x60x6 dài l=2,5m, chôn sâu cách mặt đất t c = 0,8m Cột chôn thành mạch vòng, cách a = 5m Chọn ngang thép trịn, đường kính 8mm chơn cách mặt đất 0,9m Với thông số chọn trên, điện trở nối đất cọc tính theo công thức gần : R1C = 0,00298 tt =0,00298.4,2.104 = 125 Tra bảng 10-3 trang 387 tài liệu [1] Với tỉ lệ a/l = 5/2,5 = ta có đ = 0,64 Điện trở khuếch tán 20 cọc : 43 ng = 0,32 Rc = r1c/n = 125/20.0,64 = 9,75 đ Chiều dài tất cọc nối lại với nhau: L = n a = 20.5 = 100m ) Điện trở nối nằm ngang: T r o n g tt tt lg ( = 4,2 Ωcm đ ó : l = 10000 + 2000= 12000cm: chiều dài tạo nên 20 nối + chiều cao từ cọc đến kim Vậy điện trở nối đất hệ thống là: c Rt thu sét đặt mái ,75.23,75 Rht = = = 6,9 (Ω) < Rđ = 10 (Ω) Như hệ thống ,75+23,75 c Rt nối đất chống sét đạt yêu cầu dt = 0.8cm: bề rộng nối tc = 0,8 m: độ sâu chôn cọc l t = tc + Khi đó: Rt’ = 44 = 2,05m Điện trở tản nối: KẾT LUẬN Sau 15 tuần nghiên cứu thực hiện, nhóm em hồn thành đồ án mơn học với đề tài : “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5” Bằng kiến thức học, chúng em vận dụụ̣ng hồn thành đồ án cung cấp điện cho tịa nhà, nắm rõ yếu tố cách tính tốn thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà Tuy nhiên kiến thức thực tế hạn chế nên đồ án nhiều khiếm khuyết, qua chúng em mong nhận góp ý từ cô bạn để đồ án hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn giáo Phạm Thị Hồng Anh tận tình hướng dẫn, giúp đõ chúng em để chúng em hoàn thành đồ án 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Cung cấp điện Nhà xuất KHKT, 2006 [2] Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4KV đến 500KV Nhà xuất KHKT, 2002 46 ... thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quan trọng khơng thể thiếu nghành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu vè lĩnh vực nói riêng Với đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5? ??, chúng... tháng năm 2019 Nhóm sinh viên thực Đỗ Mạnh Cường Vũ Văn Cường Nguyễn Việt Bắc Đề tài : ? ?Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5 trường Đại học Hàng Hải Việt Nam Thu thập số liệu ban đầu: Việc thu thập... 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 điện tượng điện áp dẫn đến hư hỏng cách điện thiết bị Khi