Sinh viên thực hiện Bùi Hải Đăng 1 HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ BÙI HẢI ĐĂNG KHÓA 5 HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY (KỸ SƯ DÂN SỰ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP[.]
Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ BÙI HẢI ĐĂNG KHÓA HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY (KỸ SƯ DÂN SỰ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ CAO TẦNG CÓ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI Năm 2011 Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ BÙI HẢI ĐĂNG KHÓA HỆ ĐÀO TẠO CHÍNH QUY (KỸ SƯ DÂN SỰ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Mã số: 20.00 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TỊA NHÀ CAO TẦNG CĨ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI Cán hướng dẫn khoa học: ĐẠI TÁ, GVC, TS NGUYỄN NGỌC HÒA Năm 2011 Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng MỞ ĐẦU Ngày nay, điện vào mặt đời sống, tất lĩnh vực, từ công nghiệp sinh hoạt hàng ngày Trong kinh tế lên nước ta, ngành công nghiệp điện đóng vai trị quan trọng hết Để xây dựng kinh tế phát triển khơng thể khơng có cơng nghiệp điện vững mạnh Bởi quy hoạch phát triển khu dân cư, đô thị hay khu cơng nghiệp … cần phải trọng việc xây dựng hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho khu vực Nói cách khác, lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội kế hoạch phát triển điện phải trước bước, thỏa mãn nhu cầu điện khơng trước mắt mà cịn cho phát triển tương lai Cơng nghiệp điện lực nước ta đóng vai trị quan trọng cơng xây dựng đại hoá đất nước Trong năm gần đây, kinh tế nước ta có bước nhảy vọt đáng kể, đời sống nhân dân ngày nâng cao Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt không ngừng tăng trưởng Nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển đất nước, đáp ứng nhu cầu lượng điện, Đảng Nhà nước quan tâm đầu tư mặt sở vật chất, đào tạo cán kỹ thuật công nhân lành nghề đặc biệt trọng tới việc đưa lưới điện quốc gia đến miền đất nước, cung cấp điện phục vụ cho sản xuất sinh hoạt Trong tình hình kinh tế thị trường nước ta, với xu hội nhập quốc tế việc mở rộng quan hệ quốc tế, ngày có thêm nhiều nhà đầu tư nước đến với Ngay Hà Nội xây dựng nhiều tòa nhà chung cư từ 11-20 tầng chung cư Mỹ Đình, chung cư Trung Hịa Nhân Chính, tịa nhà chung cư cao cấp kết hợp văn phòng, khu Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng thương mại từ 20-50 tầng, tòa nhà Keangnam với 70 tầng … Các tòa nhà cao tầng xây dựng lên với mục đích sử dụng bán cho thuê làm khu thương mại, siêu thị, nhà hàng, quán ăn, khu vui chơi giải trí, khu văn phịng, khu chung cư, biệt thự cao cấp, … Chính vậy, vấn đề đặt cần phải có lực thiết kế hệ thống cung cấp điện cách có quy cách, phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật hành Tuy nhiên, việc tính tốn thiết kế cung cấp điện công việc khó khăn, địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức thật sâu rộng hàng loạt chuyên ngành: cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn điện, … Trong năm học tập trường tương lai kỹ sư ngành điện, em nhận thức hiểu tầm quan trọng nhu cầu sử dụng nguồn lượng điện nhu cầu đời sống người dân nói riêng đất nước nói chung Vì em chọn đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tồ nhà cao tầng có ứng dụng phương pháp đại” Dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Ngọc Hịa thầy mơn giúp em hồn thành đồ án Do thời gian kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đề tài em khơng tránh khỏi cịn có thiếu sót Em mong thầy cô môn hướng dẫn góp ý thêm cho em, để em rút kinh nghiệm cho cơng việc sau Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Bùi Hải Đăng Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng Chương I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đối tượng cung cấp điện Thủ đô Hà Nội trung tâm trị, kinh tế, văn hóa lớn miền Bắc nói riêng nước nói chung, tốc độ thị hóa cao, dân số ngày tăng nhanh nên nhu cầu nhà ở, lại, sinh hoạt người dân trở nên quan trọng Trên xu hướng đó, việc xây dựng khu thị, khu thương mại, tòa nhà chung cư, khách sạn, nhà nước ta triển khai cách có hệ thống nhanh chóng hồn thành để đưa vào sử dụng Tịa nhà Hỗn Hợp HH4 TWIN TOWER xây dựng Khu Đơ Thị Mới Mỹ Đình - Mễ Trì - Từ Liêm - Hà Nội, chủ đầu tư Tổng cơng ty Sơng Đà xây dựng Tịa nhà cơng trình cao tầng với tổng diện tích khoảng 10.000 m2 Cơng trình gồm tổ hợp khối nhà A, B, C khối C có chiều cao từ cốt đến đỉnh mái 28,9 m gồm tầng với chức phụ trợ cho hai khối nhà A, B hai bên; khối nhà A, B có chiều cao từ cốt đến diềm mái khoảng 93,8m; gồm 25 tầng (không kể tầng kỹ thuật tầng áp mái); khối nhà có chung tầng hầm diện tích sàn tầng hầm 2.300m2 dùng làm nơi để xe phòng kỹ thuật phục vụ cho tòa nhà Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng Tồn cảnh tịa nhà Hỗn Hợp HH4 TWIN TOWER Chức tòa nhà hỗn hợp HH4 TWIN TOWER sau: Khối nhà A: 02 tầng hầm để xe kết hợp khu vực kỹ thuật Từ tầng đến tầng 17 sử dụng làm văn phòng từ tầng 19 đến tầng 25 sử dụng làm hộ Tầng 18 tầng kỹ thuật Hệ thống giao thông đứng gồm thang máy, thang cầu thang thoát hiểm bố trí tiếp giáp với khơng gian bên - Khối nhà B: (Được chọn làm đối tượng thiết kế đồ án này) 02 tầng hầm để xe kết hợp khu vực kỹ thuật Từ tầng đến tầng 16 sử dụng làm văn phòng từ tầng 18 đến tầng 27 sử dụng làm hộ Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng Tầng 17 tầng kỹ thuật Hệ thống giao thông đứng gồm thang máy, thang thang hiểm bố trí tiếp giáp với khơng gian bên ngồi - Khối nhà C: Tầng sảnh chung Tầng sử dụng để kinh doanh dịch vụ Tầng phòng hội nghị, tầng cho thuê kinh doanh dịch vụ nhà hàng Hệ thống giao thông đứng gồm thang máy, thang thang thoát hiểm 1.2 Đặc điểm yêu cầu cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng 1.2.1 Các đặc điểm chung: Trong giai đoạn nay, kinh tế nước ta có bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực giới Trong lĩnh vực cung cấp điện, nhiều thiết bị điện đưa vào sử dụng Ngồi nhà máy xí nghiệp đại xây dưng ngày cịn xuất loại cơng trình đặc biệt nhà cao tầng dùng làm văn phòng, khách sạn, hay trung tâm thương mại Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà đảm bảo tiêu, người thiết kế cần nắm số đặc điểm sau: - Phụ tải phong phú, đa dạng (điện áp, công suất, số pha, …) - Phụ tải tập trung không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao - Có hệ thống cấp nguồn dự phòng (ắc quy, máy phát, …) - Không gian lắp đặt bị hạn chế nên phải bố trí hợp lý đồng thời phải thỏa mãn yêu cầu mỹ thuật kiến trúc xây dựng - Yêu cầu cao chế độ làm việc an toàn cho người sử dụng 1.2.2 Phân loại hộ tiêu thụ điện tòa nhà cao tầng hỗn hợp: Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng Hệ thống cung cấp điện cho nhà phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu điện phải bảo đảm độ tin cậy cấp điện cho loại hộ dùng điện cụ thể Độ tin cậy liên tục cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ Vì ta cần phải phân loại hộ tiêu thụ Trong tòa nhà cao tầng phụ tải đa dạng như: thang máy, bơm cứu hỏa, bơm nước sinh hoạt, thiết bị chiếu sáng sinh hoạt, chiếu sáng cố, thiết bị dân dụng như: điều hịa, quạt thơng gió, quạt treo tường, quạt trần, bếp điện, bàn là, bình nóng lạnh, lị vi sóng, tủ lạnh, máy giặt, ti vi Căn vào phụ tải phân loại hộ tiêu thụ theo tiêu chí sau: - Hộ loại 1: Là thiết bị chiếu sáng cố nơi tập trung đông người sảnh chờ, hành lang công cộng, cầu thang hiểm, phịng kỹ thuật, tầng kỹ thuật, phịng sơ cứu, phịng phát thanh, phịng thơng tin liên lạc Yêu cầu: phải đảm bảo cung cấp điện liên tục, thời gian điện không thời gian để thiết bị tự động đóng nguồn điện dự phịng Trong đồ án dự định sử dụng đèn có ắcquy làm thiết bị chiếu sáng cố an toàn (thoát hiểm) - Hộ loại 2: gồm nguồn cấp cho hệ thống thang máy, hệ thống phòng cháy chữa cháy, khu vực kinh doanh nhà hàng ăn uống, cửa hàng bán đồ tiêu dùng, khu vực bãi để xe tầng hầm Đây phụ tải ưu tiên Yêu cầu: Phải đảm bảo cấp điện liên tục, thời gian điện không thời gian cần thiết để đóng nguồn điện dự phịng Trạm phát điện dự phòng trạng thái dự phòng nguội, tự động khởi động mang tải sau điện lưới Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng - Hộ loại 3: gồm hộ dùng điện lại (hệ thống điều hồ khơng khí, khu vực hộ gia đình, …) Yêu cầu: Thời gian điện cho phép khơng q 12 giờ, khơng u cầu có nguồn dự phòng Trong thực tế, việc phân loại hộ tiêu thụ khơng hồn tồn cứng nhắc mà cịn tuỳ thuộc vào tầm quan trọng hộ tiêu thụ xét hộ tiêu thụ lại Mặt khác nhà máy, sở dịch vụ, khu dân cư có nhiều loại hộ tiêu thụ xen kẽ Vì thiết kế hệ thống cung cấp điện phải khảo sát kỹ lưỡng đối tượng cấp điện, nhằm đảm bảo việc cung cấp điện an toàn, tin cậy linh hoạt 1.2.3 Những yêu cầu cấp điện cho nhà chung cư: Một phương án cung cấp điện xem hợp lý thỏa mãn yêu cầu sau: a) Độ tin cậy cung cấp điện: Là khả cung cấp điện liên tục cho thiết bị điện, độ tin cậy tùy thuộc vào tính chất quan trọng loại thiết bị cần phải hoạt động liên tục nguồn điện lưới bị mất, đảm bảo an toàn cho hoạt động thiết bị nhà động thang máy, thang cuốn, bơm nước, đèn chiếu sáng cố, … Người thiết kế cần có phương án cung cấp điện cho tịa nhà khơng có điện lưới, đảm bảo tòa nhà phải cấp điện nguồn Ngoài độ tin cậy cấp điện, cần đặc biệt đến vấn đề an tồn, phịng chống cháy nổ b) Chất lượng điện năng: Chất lượng điện quan trọng cơng trình có quy mơ lớn, tòa nhà cao cấp đa chức năng, Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Đăng Chất lượng điện đánh giá qua hai tiêu: Tần số f điện áp U - Tần số: Do quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện - Điện áp: Là vấn đề cần phải quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành tuổi thọ thiết bị Vì phải đảm bảo độ lệch điện áp nằm phạm vi ± 5% Uđm c) An toàn cung cấp điện: Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành; thiết bị điện phải chọn tính sử dụng, chủng loại, công suất phù hợp với cấp điện áp dịng điện làm việc Cơng tác xây dựng, lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện Cuối cùng, việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trị đặc biệt quan trọng Những cán kỹ thuật quản lí vận hành hệ thống người sử dụng cần phải có ý thức chấp hành quy định, quy tắc vận hành sử dụng điện an tồn d) Tính kinh tế cao: Trong q trình thiết kế thường xuất nhiều phương án, phương án thường có ưu khuyết điểm riêng, lợi kinh tế xét kỹ thuật không tốt Chỉ tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo 10 ... sử dụng nhau, hai hệ thống lại không nhau, trừ chúng áp dụng cho tòa nhà giống hệt với dịch vụ người sử dụng Các dịch vụ tòa nhà bao gồm hệ thống HVAC, hệ thống điện, hệ thống chiếu sáng, hệ thống. .. rộng dịch vụ phương tiện cho người sử dụng Mục tiêu việc thiết kế cho nhà tạo tồ nhà thơng minh có ứng dụng cao qua hệ thống tích hợp Điều khơng áp dụng cho hạ tầng dịch vụ nhà, mà cịn cho mơi trường... toàn cho hoạt động thiết bị nhà động thang máy, thang cuốn, bơm nước, đèn chiếu sáng cố, … Người thiết kế cần có phương án cung cấp điện cho tịa nhà khơng có điện lưới, đảm bảo tòa nhà phải cấp điện