( Đồ án 1 Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp DHDI1 3 A2HN ) BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN 1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Tên đề tài THIẾT KẾ HỆ T.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ-KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN - - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO VĂN PHÒNG TẦNG HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: PHẠM THU HẰNG LỚP: DHDI13A2HN MÃ SINH VIÊN: 19104100121 Giảng viên hướng dẫn: Th.s Vũ Duy Hưng Hà Nội - 2022 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN MỤC LỤC Đề số 10: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho văn phòng tầng Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế: - Mặt kiến trúc chi tiết - Diện tích, số dân - Điểm đấu nối với mạng 0.4 Kv Quốc gia Yêu cầu: Phần 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện tòa nhà 1: Giới thiệu tổng quan thiết kế 2: Tính tốn phụ tải điện lựa chọn phương án 3: Chọn thiết bị tủ điện tòa nhà 4: Ứng dụng phần mềm DIALux để mô tính tốn chiếu sáng Phần 2: Thiết kế trạm biến áp hệ thống nối đất, chống sét 1: Giới thiệu trạm biến áp cấu hình trạm biến áp 2: Lựa chọn phần tử trạm biến áp 3: Tính tốn hệ thống nối đất trạm biến áp 4: Thiết kế hệ thống nối đất,chống sét Phần 3: Thiết kế hệ thống điện nhẹ bóc tách khối lượng phần điện 1: Thiết kế hệ thống điện nhẹ 2: Bóc tách khối lượng phần điện UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện UNETI Lớp: DHDI13A2HN Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta bước vào thời kỳ phát triển hội nhập mạnh mẽ với giới Các tòa nhà cao tầng mọc lên phục vụ nhu cầu người Đi với đại đa hệ thống cung cấp điện phức tạp yêu cầu tính hiệu độ tin cậy an tồn cao Do mà cần đội ngũ người am hiểu điện để làm cơng trình thiết kế vận hành, cải tạo sửa chữa điện nói chung, có khâu thiết kế cung cấp điện quan trọng Hệ thống điện có đặc điểm sau: Phụ tải phong phú, đa dạng Phụ tải tập trung không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao Có hệ thống cấp nguồn dự phòng (máy phát) Không gian lắp đặt hạn chế phải thoả mãn yêu cầu mỹ thuật kiến trúc xây dựng Yêu cầu cao chế độ làm việc an toàn, kinh tế cho người sử dụng Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức học trường vào việc thiết kế cụ thể Nay em giao cho nhiệm vụ môn đồ án cung cấp điện “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho văn phòng tầng” Chúng em xin cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy khoa, đặc biệt thầy Vũ Duy Hưng – Người trực tiếp hướng dẫn em mơn đồ án Do kiến thức cịn hạn chế cơng trình lớn với nhiều loại phụ tải, nên việc thiết kế chúng em cịn có thiếu sót Mong thầy (cơ) góp ý cho đề tài chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN PHẦN 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TÒA NHÀ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH THIẾT KẾ 1.1 Các yêu cầu chung thiết kế Bất phương án hay dự án phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: a Độ tin cậy cung cấp điện Đó mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện - Hộ loại 1: Là hộ quan trọng không để điện ,nếu xảy điện gây hậu nghiêm trọng (như : sân bay ,đại sứ quán ,… ) - Hộ loại 2: Là hộ mà xảy điện gây thua thiệt kinh tế quan trọng không quan trọng nhiều hộ loại (như: khách sạn,trung tâm thương mại ,….) - Hộ loại : Là hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết (như: khu sinh hoạt đo thị ,nông thôn) b Chất lượng điện Chất lượng điện thể tiêu chí tần số (Hz) điện áp (U) Một phương án có chất lượng điện tối đa phương án đảm bảo tần số điện áp nằm giới hạn cho phép Để đảm bảo cho thiết bị dùng điện làm việc bình thường cần yêu cầu đặt là: c Kinh tế Tính kinh tế phương án thể tiêu là: Vốn đầu tư phí vận hành Phương án cấp điện tối ưu phương án tổng hịa đại lượng phương án có chi phí tính tốn hàng năm nhỏ nhất: Trong : • • UNETI ∶ Hệ số vận hành , với (đường dây không ), cấp điện áp lấy 0,04 với cáp trạm biến áp : Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN • với lưới cung cấp điện năm → • K : Vốn đầu tư • ∆ : Tổn thất điện năm • c : Giá điện tổn thất điện (đ/kWh) d An toàn điện An toàn điện vấn đề quan trọng, chí phải đặt lên hàng đầu thiết kế lắp đặt,vận hành cơng trình điện 1.2 Các tiêu chuẩn cần thiết kế hệ thống cung cấp điện • TCVN 9206-2012: Tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị điện • TCVN 9207-2012: Tiêu chuẩn đặt đường dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng – Tiêu chuẩn thiết kế • TCVN 7114-1_2008: Tiêu chuẩn chiếu sáng nơi làm việc • TCXDVN 9385-2012: Tiêu chuẩn chống sét cho cơng trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống • Sử dụng “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kv” Ngô Hồng Quang 1.3 Các bước thiết kế cung cấp điện - Bước 1: Tiếp nhận dự án, công dự án để đưa giải pháp thiết kế hệ thống điện Bước 2: Xác định phụ tải tính tốn cho khu cần thiết kế Bước 3: Tính tốn thiết kế chiếu sáng Bước 4: Tính tốn thiết kế cơng tắc, ổ cắm Bước 5: Tính tốn thiết kế dây dẫn, MCCB Bước 6: Tính tốn thiết kế chọn máy biến áp Bước 7: Tính tốn thiết kế chống sét tiếp địa, nối đất an tồn Bước 8: Tính dự tốn khối lượng với chi phí đầu tư cho dự án Bước 9: Hoàn thiện vẽ 1.4 Giới thiệu tổng quan cơng trình thiết kế Dự án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho TRỤ SỞ AGRIBANK CHI NHÁNH THÀNH PHỐ VĨNH YÊN TỈNH VĨNH PHÚC - Địa chỉ: thành phố Vĩnh Yên – tỉnh Vĩnh Phúc Tổng diện tích khu đất : 2525 m2 Tổng diện tích sàn : 1635 m2 UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện - Lớp: DHDI13A2HN Diện tích xây dựng khối nhà : 355 m2 Tịa nhà gồm: tầng dịch vụ (làm việc) Diện tích xây dựng khối nhà cơng vụ : 138 m2 Tồ nhà gồm: tầng sinh hoạt (phòng ăn, phòng kho, phòng ngủ) Mật độ xây dựng khu nhà : 23,5% UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN GIỚI THIỆU CHI TIẾT VỀ CƠNG TRÌNH - Trụ sở làm việc: diện tích xây dựng 355 m2 - Nhà cơng vụ: diện tích xây dựng 138 m2 - Bể nước ngầm 135 m3, diện tích 50 m2 - Nhà xe khung thép mái tơn: diện tích 50 m2 - Bốt bảo vệ + ATM - Bồn trồng hoa: diện tích 80 m2 - Sân, đường: diện tích 1149 m2 - Bãi dỗ xe tô khách - Sân cầu lông - Tường rào thoáng 28m - Tường rào xây gạch 173m - Trồng cỏ xanh 703 m2 Toà nhà làm việc: UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN Tồ nhà cơng vụ UNETI Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện UNETI Lớp: DHDI13A2HN 10 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện UNETI Lớp: DHDI13A2HN 60 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN − Cơng trình bảo vệ cấp nên chiều cao ảo tăng thêm chủ động phát xung theo tiêu chuẩn bảo vệ D=45m − Thay vào cơng thức tính bán kính bảo vệ ta Theo bảng lựa chọn kim thu sét theo bán kính bảo vệ, gắn kim PULSAR18 bán kính bảo vệ cấp Rp=64m (h=15) lên cơng trình Kim gắn lên trụ 5m, trụ đặt lên đỉnh cơng trình 8.2 Thiết kế hệ thống nối đất cho tòa nhà Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện: Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ dùng điện Vì đặc điểm quan trọng hệ thống cung cấp điện phân bố diện tích rộng thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện Cách điện thiết bị điện hỏngngười vận hành khơng tn theo quy tắc an tồn … Đó nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện giật Nối đất biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện Nếu cách điện bị hỏng vỏ thiết bị mang điện áp có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị xuống đất lúc người chạm vào vỏ thiết bị thi điện trở R người mắc song song với điện trở nối đất Rnđ Lúc dòng điện chạy qua người bằng: (đ – dòng điện chạy qua điện trở nối đất) Đảm bảo an toàn cho người vận hành thiết bị điện hệ thống nên yêu cầu hệ thống nối đất an toàn điện cao: UNETI 61 ≤4Ω Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện UNETI Lớp: DHDI13A2HN 62 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN Hệ thống nối đất chống sét: Sét đánh trực tiếp gián tiếp vào thiết bị điện làm hỏng thiết bị điện mà gây nguy hiểm cho người vận hành Đảm bảo an toàn cho người tài sản tòa nhà trước tác động tượng sét hệ thống nối đất phải có ≤ 10 Ω Thiết kế hệ thống nối đất chống sét nối đất an toàn điện phải tuân theo tiêu chuẩn nối đất an toàn điện TCVN 46-84 hành Việt Nam Tất vỏ kim loại tủ điện, hộp aptomat phải nối vào hệ thống nối đất an toàn điện Hệ thống nối đất an toàn điện độc lập với hệ thống nối đất chống sét Trình tự tính tốn hệ thống nối đất chống sét cho nhà: − Quy phạm quy định trị số điện trở nối đất R đ hệ thống nối đất chống sét cho tịa nhà R yc ≤ 10Ω nên ta có Rđ =10 − Xác định điện trở nối đất cọc: Trong đó: - điện trở suất đất, kmax= 1,5 – hệ số mùa d- Đường kính ngồi cọc, m l- chiều dài cọc , m t- độ chơn sâu cọc, tính từ mặt đất đến điểm cọc, cm Đối với thép góc có bề rộng cạnh b, đường kính ngồi đẳng trị tính: d= 0,95b − Thơng thường người ta dùng thép góc L60x60x6 dài 2,5m để làm cọc thẳng đứng thiết bị nối đất Khi điện trở nối đất cọc tính gần sau: Với: ρ điện trở suất đất, Ω.m Nếu ρ số liệu đo mùa mưa phải nhân thêm hệ số k max để tìm giá trị lớn nhất, kmax hệ số theo mùa =1,5 − Xác định số cọc sơ bộ: Trong đó: Rđ – điện trở thiết bị nối đất theo yêu cầu, Rđ =4 – hệ số sử dụng cọc tra bảng PL 6.7 – trang 413 giáo trình “hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp UNETI 63 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN đô thị nhà cao tầng”, Nguyễn Công Hiền (chủ biên) Theo quy định số cọc khơng − Xác định điện trở thép nối nằm ngang: với ρ max – điện trở suất đất độ sâu chôn nằm ngang, (Ωcm) (lấy độ sâu =0,8 m) b - bề rộng nối, cm (thường lấy b=4cm) t - chiều sâu chôn nối, cm (thường lấy t=80 cm) l - chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên nối, cm Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng tra bảng PL 6.7 – trang 413 giáo trình “hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng”, Nguyễn Công Hiền (chủ biên) − Xác định điện trở khuếch tán n cọc chôn thẳng đứng Rc: − Xác định điện trở khuếch tán thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc nối đất nằm ngang: − So sánh điện trở nối đất tính R nđ với điện trở nối đất theo quy định Rđ, Rnđ> Rđ phải tăng số cọc lên tính lại Thiết kế hệ thống nối đất an tồn điện cho tòa nhà Điện trở suất đất 2.104 Ω.m Hệ số mùa an toàn: = 1,5 Khoảng cọc: a=5m Chiều dài cọc: l=2,5m Giả thiết bố trí mặt nối đất theo vịng Thơng thường người ta dùng thép góc L60x60x6 dài 2,5m để làm cọc thẳng đứng thiết bị nối đất, độ sâu chôn cọc UNETI 64 Đồ án 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện Lớp: DHDI13A2HN 0,8m Điện trở suất lớn đất: Ta có điện trở nối đất cọc là: Điện trở khuếch tán cọc chôn thẳng đứng: Xác định điện trở thép nối nằm ngang: Xác định điện trở khuếch tán thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc nối đất nằm ngang: Như vậy: đ