Đồ án cung cấp điện cho một chung cư cao tầng

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước , nghành công nghiệpđiện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng ngày nay điện năng trở thànhdạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực Khi xâydựng một khu công nghiệp mới , một nhà máy mới , một khu dân cư mới thìviệc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục

vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó

Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá , nghành công nghiệp nước tađang ngày một khởi sắn,các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng đượcxây dựng.Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết

kế và xây dựng.Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đãhọc tại khoa Hệ Thống Điện - Trường Đại Học Điện Lực,tôi đã nhận được đềtài thiết kế đồ án môn học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung

cư 12 tầng

Đồ án môn học này đã giúp tôi hiểu rõ thêm về công việc thực tế của một

kĩ sư hệ thống điện,hay chính là công việc sau này của bản thân Với sựhướng dẫn tận tình của thầy Trần Quang Khánh tôi đã hoàn thành được đồ ánmôn học

Hà Nội ngày tháng 3 năm 2011

Sinh viên Nguyễn Văn Minh

Trang 2

Sinh viên: Nguyễn Văn Minh

Lớp: D3H8B

Tên đồ án:Đồ án cung cấp điện cho một chung cư cao tầng

Thời gian thực hiện:

ĐỀ BÀI

Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành củamột thành phố lớn Chung cư có N tầng Mỗi tầng có nh căn hộ, công suất tiêuthụ mỗi hộ có diện tích 70m2 là p0, kW/hộ Chiều cao trung bình của mỗi tầng

là H = 3,7m

Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà,suất công suất chiếu sáng là pocs2=0,03 W/m Khoảng cách từ nguồn đấu điệnđến tường của tòa nhà là L, mét

- Toàn bộ chung cư có ntm thang máy, công suất mỗi thang máy với hệ số tiếp điện là =0,6; cos 0,65

- Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt; thoát nước; cứu hỏa; bể bơi.Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24 h; Suất thiệt hại do mất điệnlà: gth=4500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm; Thời gian sử dụng công suất cực đại

là TM=4370h/năm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c

=1000đ/kWh; Giá mua điện gm=500 đ/kWh; Giá bán điện gb=860đ/kWh

Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện

Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng

Số hộ/tầng, n h

ứng với diện tích m 2 /hộ

Số lượng

và công suất thang máy, kW

Số lượng và công suất máy bơm, kW

7 0

10 0

12 0

Nh ỏ

Lớ n

Cấp nước sinh hoạt

Thoá t

Bể bơi

Cứu hỏa

N

12 67 2 4 2 7,5 16 2x16+3x5,6+4x1,2 2x5,5 2x4,5 20+16

Trang 3

Nhiệm vụ thiết kế

I Thuyết minh

1 Tính toán nhu cầu phụ tải

1.1 Phụ tải sinh hoạt

2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

-Sơ đồ mạng điện bên ngoài

-Sơ đồ mạng điện trong nhà

3 Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp

3.2.Chọn tiết diện dây dẫn

4 Chọn thiết bị điện

4.1.Tính toán ngắn mạch

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp

4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường v.v.)

4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ

5 Tính toán chế độ mạng điện

5.1.Tổn thất điện áp

5.2.Tổn thất công suất

5.3.Tổn thất điện năng

6 Thiết kế mạng điện của một căn hộ

6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ

7 Tính toán nối đất

8 Hoạch toán công trình

9 Phân tích kinh tế tài - chính

II Bản vẽ

1 Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư

2 Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ

3 Sơ đồ mạng điện của một căn hộ

4 Sơ đồ nối đất

5 Các bảng số liệu tính toán

Trang 4

M c l c ục lục ục lục

ĐỀ BÀI 2

Nhiệm vụ thiết kế 3

A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 5

1.Giới thiệu chung 5

2 Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện: 5

B.THỰC HIỆN 7

I.THUYẾT MINH 7

1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 7

1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư 8

1.2 Xác định phụ tải động lực 11

2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 15

Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng 15

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA) 16

2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) 17

3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN; 22

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 22

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 31

4.CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 38

4.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp 38

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp 41

4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối phía hạ áp 41

4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của động cơ 47

5 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 48

5.1 Tổn thất điện điện áp 48

5.2 Tổn thất công suất-tổn thất điện năng 49

6.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ 51

7.TÍNH TOÁN NỐI DẤT 55

8.HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 58

9 PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 61

II.BẢN VẼ 65

Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 65

Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 66

Sơ đồ mạng điện căn hộ 67

Sơ đồ nối đất 68

Bảng số liệu tính toán 68

Trang 5

A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.Giới thiệu chung

Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một tăng nhanh,các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất đô thị ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một khuynh hướng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho người dân

2

Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện :

Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần

tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹthuật,vận hành an toàn và kinh tế.Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộtiêu thụ luôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nóthoả mãn các yêu cầu sau:

 Tính khả thi cao

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụtải

 Chi phí vận hành hang năm thấp

 Đảm bảo an toàn cho người dung và thiết bị

 Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa

Đảm bảo chất lượng điện,nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏnhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức

Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trongtương lai,giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan của công trình.Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 12 tầng với đầy đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án như sau:

I.Thuyết minh

1.Tính toán nhu cầu phụ tải

1.1 Phụ tải sinh hoạt

Trang 6

2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp

2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

-Sơ đồ mạng điện bên ngoài

-Sơ đồ mạng điện trong nhà

3 Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp

3.2.Chọn tiết diện dây dẫn

4 Chọn thiết bị điện

4.1.Tính toán ngắn mạch

4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp

4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường v.v.)

4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ

5 Tính toán chế độ mạng điện

5.1.Tổn thất điện áp

5.2.Tổn thất công suất

5.3.Tổn thất điện năng

6 Thiết kế mạng điện của một căn hộ

6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ

7 Tính toán nối đất

8 Hoạch toán công trình

9 Phân tích kinh tế tài - chính

II.Bản vẽ

1.Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư

2.Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ

3.Sơ đồ mạng điện của một căn hộ

4.Sơ đồ nối đất

5.Các bảng số liệu tính toán

Trang 7

Hình1.1 Sơ đồ mặt bằng của một tầng của chung cư

1-Tủ phân phối của tầng

tỷ lệ phần lớn hơn so với phụ tải động lực

Bảng 1.1 Số liệu thiết kế ban đầu

Alphabe tầngSố L,m

Số hộ/tầng, nh

ứng với diệntích m2/hộ

Số lượng vàcông suất thangmáy,kW

Trang 8

Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm

 Số hộ/tầng là: nh.t = 2 + 4 + 2 = 8

Tổng số căn hộ: Nhộ = ntầng.nh.t = 12.8 = 96 hộ

1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư

Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại

t0 = 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng:

P1=P0.[1+a(t-t0)]

Trong đó:

P0-phụ tải năm cơ sở t0;

a-suất tăng phụ tải hàng năm,

Phụ tải tính toán sẽ là phụ tải cực đại ở năm cuối của chu kỳ thiết kế.Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như sau:

P1=1,83.[1+0,045.1]=1,9125 kW

Tính toán tương tự cho các năm khác,kết quả được ghi trong bảng sau :

Bảng 1.4Suất tăng phụ tải hàng năm

Số lượng và công suất máy bơm, kW

Trang 9

đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu theo sự trang bị ở nhà bếp Dưới góc độ này có thể phân loại căn hộ: dùngbếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp (vừa dùng gas vừa dùng điện)

Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:

P0- suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ,xác định theo bảng 10.pl

P0 = 1,83 kW/hộ : suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình có sử dụng bếp gas;N- số căn hộ có cùng diện tích;

ni- số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);

n1-số căn hộ 70 m2 là 12.2 = 24 hộ;

n2-số căn hộ 100 m2 là 12.4 = 48 hộ;

n3-số căn hộ 120 m2 là 12.2 = 24 hộ;

khi- hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc

tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn);

khi = 1 + (Fi – Ftc).0,01

Fi- diện tích căn hộ loại i, m2;

kcc- hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức

kcc = 1,05);

kđt- hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl;

Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn nên theo bảng 10.pl Suất phụ tải sinh hoạt thành phố, kW/hộ ta có:

Trong đó

Trung bình

Trong đóNội

thành

Ngoại thành

Nội thành

Ngoại thành

Trang 10

Tính toán riêng cho mỗi tầng:

Hệ số đồng thời ứng với 8 hộ ta áp dụng nội suy lagrange :

Bảng 9.pl.Hệ số công suất của các hộ dung điện

Trang 11

Hộ gia đình có sử dụng bếp điện

Hộ gia đình dung bếp gas

Cac thiết bị động lực (máy bơm,quạt hút bụi,vv )

Thang máy

0,980,960,80,65

0,20,290,750,17

Pđl = knc.đl(Рtm + Pvs.kt) Trong đó:

Pđl- công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;

knc.đl- hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;

tm

P - công suất tính toán của các thang máy;

vs.kt

P - công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật;

Công suất tính toán của trạm bơm:

Bảng 1.5.số liệu kỹ thuật bơm

Tổng số máy bơm là 15, chia làm 4 nhóm;

Tiếp tục dùng nội suy lagrange ta có :

Trang 12

Tổng hợp kết quả tính toán ta có bảng sau:

Bảng 1.7 Công suất cua bơm

Tổng hợp 4 nhóm này ta sẽ có phụ tải tính toán của trạm bơm:

Ta có số nhóm máy bơm là n = 4 vậy tra bảng 4.pl có knc = 0,8

Pbơm = knc Pbom.i= 0,8.96,2 = 77 kW

Công suất tính toán của thang máy:

Công suất tính toán của thang máy được xác định theo biểu thức:

knc.tm- hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl;

nct- số lượng thang máy;

Trang 13

Ptmi- công suất của thang máy thứ i,kW;

Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

tm n.tm

Trong đó:

Pn.tm- công suất định mức của động cơ thang máy, kW;

- hệ số tiếp điện của thang máy (chọn  = 0,6);

Chung cư có 1 thang máy nhỏ và 1 thang máy lớn Công suất định mức tương ứng là: 7,5 và 16

Chiếu sáng trong nhà đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải sinh

hoạt, đã có nhân với hệ số kcc (lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt)

Chiếu sáng bên ngoài: Theo đề bài thiết kế chiếu sáng ngoài trời với tổng

chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là

pocs2=0,03 kW/m

Pcs = pocs.l

Trong đó:

+ p0 là suất phụ tải chiếu sáng [W/m] (đã cho pocs2=0,03 kW/m)

+ l Tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời l n.H.3 12.3,8.3 136,8   [m]

Công suất cần cho chiếu sáng:

Trang 14

Pcs = 136,8.0,03 = 4,104 kW;

1.4 Tổng hợp phụ tải

Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh hoạt được xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm độnglực được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu sáng

- Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương pháp

Các ký hiệu: sh-sinh hoạt; ct-cầu thang máy; vs- thiết bị vệ sinh kỹ thuật;

Hệ số công suất của phụ tải chung cư được xác định theo bảng 9.pl

+ Hộ gia đình dùng bếp gas hoặc bếp than: cos=0,96

+ Các thiết bị động lực (máy bơm, quạt hút bụi ): cos=0,765

+ Chiếu sáng ngoài trời: cos=1

Trang 15

Q P tg  188,187.0,651 122,51

Nhận xét:Từ kết quả tính toán ta thấy công suất của phụ tải dộng lực lớn hơn

rất nhiều so với phụ tải chiếu sáng và phụ tải sinh hoạt.Hệ số công suất của phụ tải động lực nhỏ nhất vì chúng tiêu thụ một lượng công suất phản kháng

lớn.Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ

2.

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

Đường dây chính Đường dây dự phòng

Trạm bơm

Mạch chiếu sáng

Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng

Trang 16

11

4

6 9 7

8

1P

3P 2P 21

23 23

18 1

19

10 2 3

Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12

1-cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau;2-cơ cấu chuyển mạch;3-áptomat tổng;4-đường dây cung cấp điện cho căn hộ;5-điểm đấu dây của các thiết bị dịch vụ chung;6-đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang;7-đường dây cung cấp chomạng điên bên ngoài;8-đường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng ki thuật tâng hầm và kho;9-đuòng dây cung câpcho các thiết bị động lực,thang máy;10-công tơ điện năng tác dụng;11-cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố;12-tủ phân phối tầng;13-dương trục đứng;14-cầu dao;15-công tơ;16-aptốmat mạch điên căn hộ;17-áptomat đường trục đứng;18-đèn hiệu;19-cơ cấu chuyển mạch;20-tụ chống nhiễu;21-mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang;22-tế bào quang điện;23- role thời gian;24-bảng điện chiếu sáng

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA)

Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân Trạm biến áp cũng có thể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà Phương án đặt trạm biến áp

ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu ý

Trang 17

đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âm tốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong công trình công cộng 20 TCN 175 1990 Trạm phải có tường ngăn cháy cách li với phòng kề sát và phải có lối ra trực tiếp Trong trạm có thể đặt máy biến áp (MBA) có hệ thống làm mát bất kì

Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm Vì những lý do sau:

+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ

+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người

+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra

2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

Phương án A

A.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phânphối đầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị cácthiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phânphối phụ thuộc vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diệncủa cửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độtin cậy cung cấp điện Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể cómột, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối

Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao trung bình (khoảng 9  16 tầng)

có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh

Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:

+ Độ tin cậy

+ Tính kinh tế

+ An toàn

Trang 18

Các toà nhà ở

1

2

Hình 2.3.Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng

1,2-đường dây cung cấp chính

3,4-tủ phân phối cơ cấu chuyển mạch

Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng

để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầuthang, chiếu sáng bên ngoài ), còn đường dây kia để cung cấp điện cho cácthang máy, thiết bị cứu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác Khi xảy ra

sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ đượcchuyển sang mạch của đường dây lành với sự trợ giúp của cơ cấu chuyểnmạch, đặt ngay tại tủ phân phối đầu vào tòa nhà Như vậy cung cấp phải đượclựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố

A.2 Sơ đồ mạng điện trong nhà

Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thựchiện với các đường trục đứng Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặtcác đường trục đứng

Trang 19

Tầng 2 Tầng 3 Tầng 4 Tầng 5 Tầng 6 Tầng 7 Tầng 8

Tầng 9 Tầng 10 Tầng 11 Tầng 12

Tầng 1

Hình 2.4Sơ đồ trục đứng cung cấp

điện căn hộ qua tầng

Trang 20

Phương án B

B.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho

cả chung cư, động lực và chiếu sáng Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấp điện liên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A

123

Các toà nhà ở

Hình 2.5 Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng

1,2,3 -đường dây cung cấp chính

4,5,6-tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch

Trang 21

B.2 Sơ đồ mạng điện bên trong

Tầng 1

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 4

Tầng 5

Tầng 6

Tầng 7

Tầng 8

Tầng 9

Tầng 10

Tầng 11

Tầng 12

Hình 2.6 Sơ đồ trục nhất cung cấp điện cho 4 tầng trên,trục thứ 2cung cấp điện cho 8 tầng phía dưới

Nhận xét:Có rât nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư nhưng tôi

quyết định đưa ra hai phương án trên vì đây là toà nhà có độ cao trung bình

Trang 22

nếu sử dụng phương án sơ dồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra

3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ

CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dựphòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi

có sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trênđầu vào của các hộ tiêu thụ; Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thangmáy được xây dựng độc lập với nhau Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tựđộng đóng ngắt theo chương trình xác định

Lựa chọn phương án đi dây cung cấp điện cho tòa nhà

( dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp)

Ta tiến hành so sánh giữa ba phương án:

+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 35 kV

Trước hết ta xác định giá trị dòng điện chạy trên đường dây theo các phương án:

Ứng với giá trị dòng điện I35 = 3,909 A theo biều đồ kinh tế của đường dây 35

kV ta xác định được mã hiệu của dây dẫn là AC.35 ứng với suất chi phí quy dẫn là Z01 = 47.106 đ/km

Trang 23

Vì điện áp Ukt=17,5kV nằm giũa với cấp điện áp chuẩn là 22kV và 10kV nên

ta chọn hai cấp điện áp này

3.1.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòngthông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồnchính từ máy biến áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại

Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở cáctầng Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nócòn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thangmáy, hệ thống bơm…

Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 20 m, trong tổng số hao tổnđiện áp cho phép 5,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng  U cf 1  3%

- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng Ucf 2 125%

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình Ucf 31,25%

Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện  54m.mm /2 

Trang 24

3.1.2 Chọn dây dẫn đến các tầng

Có thể thực hiện theo 2 phương án: phương án 1 –sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho cac căn hộ qua tầng; phương án 2 – sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho 4 tầng bên trên,trục thứ hai cung cấp điện cho 8 tầng dưới

a-Phương án 1

Hình 3.1Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 1

Vì sơ đồ gồm 2 trục ta tính toán như sau:

+Đối với trục thứ nhất l113,8.11 41,8 m

Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 22,617 kVAr; (theo 1.1)

Thành phần của hao tổn điện áp:

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Ur11% =Ucp11- Ux11% = 1,25-0,177 =1,07%

Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầng là:

5 12

5 sh

Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp

+Đối với trục thứ hai l12 3,8.12 45,6 m

Trang 25

Ur12% =Ucp2- Ux2% = 1,25-0,193 =1,056%

5 12

5 sh

Tổng tổn thất điện áp thực tế của phương án này là

U1=U11+U12=1,04+1,12=2,16%<2,5%

Thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

b)Phương án 2

Hình 3.2Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 2

Vì sơ đồ gồm 2 trục ta tính toán như sau:

+Đối với trục thứ nhất l21 3,8.12 45,6 m

Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 22,617kVAr; (theo 1.1)

Ur21% =Ucp21- Ux21% = 1,25-0,035 =1,215%

Trang 26

5 21

5 sh

Ur22% =Ucp22- Ux22% = 1,25-0,023 =1,22%

Tổng tổn thất điện áp thực tế của phương án này là

U1=U21+U22=1,08+0,98=2,16%<2,5%

Thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

Trang 27

c- Giá thành tổn thất điện năng c= 1000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-25 là v01 = 377.106 đ/km (tra bảng 32.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6%

3.1.3 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy

- Với thang máy có công suất lớn (P =25 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 44m, ta có hệ số costm 0,65

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Trang 28

Ur3% =Ucp3- Ux3% = 1,25-0,069 =1,181%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

- Với thang máy có công suất nhỏ (P =7,5 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 44m, ta có hệ số costm 0,65

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Ur3% =Ucp3- Ux3% = 1,25-0,021 =1,229%

Với tổng số thang máy là 3x7,5 và 2x25 ta bố trí 2 tháng máy có công suất 25

kW với chiều dài dây là 44m; 2 thang máy có công suất 7,5 với chiều dài dây

là 44 và 1thang máy có công suất 7,5kW là thang máy dự phòng

3.1.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm là l4 = 40m

Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

Trang 29

Ur4% =Ucp4- Ux4% = 1,25-0,246 =1,004%

2 bom 4

3.1.5 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

Trang 30

-Mạng điện chiếu sáng ngoài trời.

Do theo đầu bài ra tổng chiều dài mạng điện chiếu sáng ngoài trời bằng 3 lần chiều cao tòa nhà do đó ta có

Hình 3.4Mạng điện chiếu sáng ngoài trời

Mạng chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình vẽ trên;chiều dài đoạn

OA=25m,đoạn AB có lA-B=86,8 m và đoạn AC có lA-C = 50 m.Suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài là Po=0,03kW/m,hao tổn điện áp cho phép là

Ucp=2,5% Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến B được xây dựng với 4 dây dẫn,các rẽ nhánh AC thuộc loại 2 pha có dây trung tính

Công suất tính toán chạy trên đoạn dây là:

Trang 31

Tra bảng 26.pl ta được C=83 và tra bảng 27.pl ta được =1,39.

Xác định mômen quy đổi:

Mqd=MO-A+(MA-B+MA-C)=102,6+1,39(94,76+49,78)=234,35kWm

Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu:

Hao tổn điện áp trên các đoạn còn lại:

UAB =UAC =Ucp -U0A =2,5-1,93=0,627%

Tiết diện dây dẫn trên các đoạn AB và AC là:

Tổng hao tổn thực tế trong mạch chiếu sáng ngoài trời là:

Ucs= UAB+UAC= 0,78+0,467=1,247%<2,5%

Vậy dây dẫn chọn đáp ứng yêu cầu

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp.

Trang 32

mỗi máy biến áp phải có dung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó Ởchế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trườnghợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố.

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện

là gth = 2500đ/kWh;

Tổng công suất tính toán của toàn chung cư có kể đến tổn thất là

tt

S    S S (P  P ) j(Q    Q )Tính toán P , Q   

Hao tổn công suất trên đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng

Phương án 1 dùng 2 máy 2x100 kVA;

Phương án 2 dùng 1 máy 180 kVA;

Trang 33

3.2.2 So sánh các phương án

Bảng 3.2 Các tham số của máy biến áp

S BA , kVA P0, kW PK, kW Vốn đầu tư, 10 6

kỹ thuật các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: đối với

phương án 1, khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp máy còn lại sẽ phải gánh 1 phần phụ tải, còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố trong máy biến áp để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật củacác phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp

Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2x100 kVA

Trước hết cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp

Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức

Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự

cố 1 trong 2 máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là

Trang 34

tf =24h – thời gian mất điện trung bình trong năm

Xác định tổn thất điện năng trong các máy biến áp

2 2

Tính toán tương tự cho các năm và các phương án, kết quả ghi trong bảng

Bảng 3.2 Dùng 2 máy biến áp 2x100 kVA