Việc thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà rất quan trọng để đảm bảo hoạt động của các thiết bị và hệ thống trong tòa nhà. Điện năng được sử dụng để vận hành hầu hết các thiết bị hiện đại, bao gồm cả chiếu sáng, máy lạnh, thang máy, hệ thống an ninh, máy tính và các thiết bị khác. Khi thiết kế cung cấp điện cần phải tính toán tải điện dự kiến và đặc điểm của hệ thống để đảm bảo rằng hệ thống có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của tòa nhà một các hiệu quả và đáng tin cậy, và phải đảm bảo rằng hệ thống được lắp đặt, vận hành và bảo trì đúng cách để giảm thiểu nguy cơ cháy nổ và đảm bảo an toàn cho người sử dụng tòa nhà.
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Tiêu chuẩn áp dụng 2.2 Phương pháp tính tốn chiếu sáng 2.3 Tính tốn chi tiết CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH VÀ TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TÒA NHÀ 10 3.1 Tiêu chuẩn áp dụng 10 3.2 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn 10 3.3 Xác định phụ tải tính tốn tịa nhà 11 3.4 Tính tốn phụ tải tòa nhà 11 3.4.1 Căn hộ điển hình 11 3.4.2 Phân pha tính tốn tủ tầng 14 3.4.3 Tính tốn phụ tải cho khối phụ trợ công cộng – PCCC 15 CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP, MÁY PHÁT VÀ BÙ CÔNG SUẤT 23 4.1 Chọn máy biến áp 23 4.1.1 Tiêu chuẩn áp dụng 23 4.1.2 Phương pháp tính tốn 23 4.1.3 Tính tốn chi tiết 23 i 4.2 Chọn máy phát điện 24 4.2.1 Phương pháp tính tốn 24 4.2.2 Tính tốn chi tiết 24 4.3 Chọn chuyển nguồn ATS (Automatic Source Changeover) 25 4.3.1 Phương pháp tính tốn 25 4.3.2 Tính toán chi tiết 25 4.4 Tính tốn lựa chọn tụ bù 26 4.4.1 Phương pháp lựa chọn tù bù theo công suất máy biến áp 26 4.4.2 Tính tốn chi tiết 26 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN DÂY DẪN 28 5.1 Tiêu chuẩn áp dụng 28 5.2 Phương pháp tính tốn 28 5.3 Tính toán chi tiết 29 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐĨNG CẮT 31 6.1 Tiêu chuẩn áp dụng 31 6.2 Phương pháp tính tốn 31 6.3 Tính tốn chi tiết 32 CHƯƠNG 7: NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 33 7.1 Sơ đồ nối đất thiết kế hệ thống nối đất 33 7.2 Thiết kế hệ thống nối đất an toàn làm việc 33 7.2.1 Phương pháp tính tốn 33 7.2.2 Thiết kế chi tiết 34 7.3 Chọn thiết bị thu sét tính tốn bán kính bảo vệ 35 7.3.1 Chọn thiết bị thu sét tính tốn bán kính bảo vệ 35 ii 7.3.2 Tính tốn hệ thống nối đất cho chống sét 37 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 iii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Hiện nay, việc thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà thiết thực quan trọng với mục đích đảm bảo hoạt động thiết bị hệ thống tòa nhà Điện sử dụng để vận hành hầu hết thiết bị đại, bao gồm chiếu sáng, máy lạnh, thang máy, hệ thống an ninh, máy tính thiết bị khác Khi thiết kế cung cấp điện cần phải tính toán tải điện dự kiến đặc điểm hệ thống đáp ứng nhu cầu lượng tòa nhà cách hiệu đáng tin cậy, phải đảm bảo hệ thống lắp đặt, vận hành bảo trì cách để giảm thiểu nguy cháy nổ, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Vì vậy, việc thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà yếu đố quan trọng việc xây dựng, vận hành tòa nhà cách hiệu an tồn Chính nhu cầu cấp thiết trên, nên đề tài chọn “Thiết kế cung cấp điện cho chung cư” Đề tài thực theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, tiêu chuẩn Việt Nam, quy chuẩn Việt Nam Bộ xây dựng 1.2 Mục đích nghiên cứu – Củng cố, trau dồi lại kiến thức học áp dụng vào việc thiết kế – Đề xuất phương án đảm bảo nguồn điện ổn định, hiệu an toàn để phục vụ nhu cầu sử dụng điện tịa nhà thiết bị điện 1.3 Nội dung nghiên cứu – Thiết kế chiếu sáng – Tính tốn phụ tải, bù cơng suất phản kháng – Lựa chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, chuyển nguồn ATS – Tính tốn lựa chọn dây dẫn, kiểm tra sụt áp – Tính tốn ngắn mạch, lựa chọn thiết bị bảo vệ – Lựa chọn sơ đồ nối đất, tính tốn hệ thống nối đất chống sét 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để thực đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho chung cư” cần thực theo phương pháp: – Tìm kiếm thêm tài liệu tham khảo – Giáo trình học tập – Áp dụng tiêu chuẩn, quy chuẩn hành vào tính tốn 1.5 Giới hạn đề tài Do tơi cịn sinh viên nên kiến thức thời gian có hạn Vì vậy, đồ án tập trung vào việc thiết kế cung cấp điện cho số khu vực hộ, shophouse, khu vực công cộng mà không đề cập tới vấn đề khác CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 7114-2008: Chiếu sáng nơi làm việc, nhà TCXD 16:1086: Chiếu sáng nhân tạo cơng trình xây dựng TCXD 29: 1991: Chiếu sáng cơng trình dân dụng 2.2 Phương pháp tính tốn chiếu sáng Bước 1: Thu thập thông tin ban đầu - Thông tin kết cấu cơng trình: kích thước phịng (dài, rộng, cao), vật liệu, màu sắc trần, sàn, tường,… - Thông tin mơi trường: ít, nhiều bụi, độ ẩm, nhiệt độ môi trường,… - Thông tin khác: yêu cầu thẩm mỹ, tiết kiệm điện, Bước 2: Xác định hệ số phản xạ trần, sàn, tường Bước 3: Chọn loại đèn thích hợp Bước 4: Chọn độ cao treo đèn tính tốn Htt = 𝐻 − (𝐻𝑙𝑣 + ℎđ ) Trong đó: Htt: khoảng cách từ đáy đèn đến mặt phẳng làm việc H: Chiều cao phòng Hlv: bề mặt làm việc Hđ: Khoảng cách từ tim đèn tới trần Bước 5: Xác định hệ số sử dụng CU 𝑖= 𝐷1 × 𝐷2 𝐻𝑡𝑡 × (𝐷1 + 𝐷2) Trong đó: i: số phịng D1: Chiều dài phịng D2: Chiều rộng phòng Bước 6: Xác định hệ số ánh sáng LLF Hệ số ánh sáng phụ thuộc vào: loại đèn, chế độ hoạt động đèn, tính chất mơi trường,… Bước 7: Chọn độ rọi u cầu Eyc Bước 8: Xác định số đèn cần sử dụng 𝑛đ = 𝐸𝑦𝑐 × 𝑆 𝐹đ × 𝐶𝑈 × 𝐿𝐿𝐹 2.3 Tính tốn chi tiết ❖ Phịng ngủ A-01: • Chiều dài: D1 = 3.905(m) • Chiều rộng: D2 = 2.895(m) • Chiều cao: H = 2.8(m) =) Diện tích Sp = 3.905 x 2.895 = 11.304 (m2) • Chọn bóng đèn: Đèn led âm trần : DN393B LED22-840 PSD D200 WH • Độ rọi yêu cầu : Eyc = 150 (Lx) • Bề mặt làm việc: Hlv = 0.8 (m) • Khoảng cách từ tim đèn tới trần: Hđ = (m) =) Chiều cao treo đèn tính tốn: Htt = 𝐻 − (𝐻𝑙𝑣 + ℎđ ) = 2.8 − (0.8 + 0) = (m) + Chỉ số phịng: 𝑖 = 𝐷1 ×𝐷2 𝐻𝑡𝑡 ×(𝐷1 +𝐷2) = 3.905×3.895 2×(3.905+2.895) = 0.83 + Hệ số sử dụng: CU = 0.8 + Hệ số ánh sáng: LLF = 0.7 𝐹𝛴 = 𝐸𝑦𝑐 × 𝑆 150 × 11.304 = = 3027.85 (𝑙𝑚) 𝐶𝑈 × 𝐿𝐿𝐹 0.8 × 0.7 =) Số bóng cần sử dụng: 𝑛= 𝐹𝛴 3027.85 = = 1.38 𝐹0 2200 =) Chọn n = (bóng đèn) Hình 2.1: Xuất file pdf kết tính tốn chiếu sáng tồn hộ A-01 • Các phịng cịn lại tính tốn tương tự CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH VÀ TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TỊA NHÀ 3.1 Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 7447 – 2010 : Hệ thống lắp đặt điện hạ áp TCVN 9026 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng QCVN 12:2014: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hệ thống điện nhà nhà công cộng 3.2 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn Để tính tốn phụ tải cho chung cư ta sử dụng phương pháp tính cơng suất tính tốn xác định Ptt theo hệ số sử dụng ku hệ số đồng thời ks 𝑛 𝑃𝑡𝑡 = 𝑘𝑠 × (∑ 𝑘𝑢_𝑖 × 𝑃đ𝑚_𝑖 ) 𝑖=1 𝑛 𝑄𝑡𝑡 = 𝑘𝑠 × (∑ 𝑘𝑢_𝑖 × 𝑄đ𝑚_𝑖 ) 𝑖=1 Hoặc 𝑄𝑡𝑡 = 𝑃𝑡𝑡 × tan 𝜑 𝑆𝑡𝑡 = √𝑃𝑡𝑡2 + 𝑄𝑡𝑡 Trong đó: - Pđm: Cơng suất định mức thiết bị - Ptt: Công suất tác dụng tính tốn - Qtt: Cơng suất phản kháng tính tốn - Stt : Cơng suất biểu kiến tính tốn - ks: Hệ số đồng thời - ku: Hệ số sử dụng Hệ số đồng thời ks: Là tỷ số cơng suất tác dụng tính tốn cực đại nút khảo sát hệ thống cung cấp điện với tổng cơng suất tác dụng tính tốn cực đại nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc nhóm thiết bị) nối với nút 𝑘𝑠 = 𝑃𝑡𝑡 𝑛 ∑𝑖=1 𝑃𝑡𝑡𝑖 10 Hệ số sử dụng hệ số dùng điện ku: tỷ số cơng suất tính tốn trung bình với cơng suất đặt hay cơng suất định mức thiết bị khoảng thời gian khảo sát, thể mức độ khai thác công suất thiết bị khoảng thời gian xem xét 𝑃𝑡𝑏 𝑃đ𝑚 𝑘𝑢 = 3.3 Xác định phụ tải tính tốn tịa nhà Chia phụ tải chung cư thành khối lớn: - Khối hộ điển hình - Khối phụ trợ công cộng – PCCC - Khối thương mại – dịch vụ 3.4 Tính tốn phụ tải tịa nhà 3.4.1 Căn hộ điển hình • Tính tốn cho hộ điển hình loại phịng ngủ Phụ tải chiếu sáng: Tuyến L1 (4 bóng đèn: bóng loại 20.5W + bóng loại 11.5W) Pđm1 = 20.5W, Pđm2 = 11.5W, Pđm3 = 3W, Ku = 1, Ks = 1, cos 𝜑 = 0.9 =) tan 𝜑 = 0.484 - Tuyến L1: 𝑃𝐿1 = 𝑁 × 𝐾𝑢 × 𝐾𝑠 × 𝑃đ𝑚 = × × (20.5 × + 11.5 × 2) = 64 (W) 𝑄𝐿1 = 𝑃𝐿1 × tan 𝜑 = 64 × 0.484 = 30.976 (Var) Phụ tải chiếu sáng: Tuyến L2 (6 bóng đèn: bóng lọa 20.5W + bóng loại 11.5W + bóng loại 3W) Pđm1 = 20.5W, Pđm2 = 11.5W, Pđm3 = 3W, Ku = 1, Ks = 1, cos 𝜑 = 0.9 =) tan 𝜑 = 0.484 - Tuyến L2: 𝑃𝐿2 = 𝑁 × 𝐾𝑢 × 𝐾𝑠 × 𝑃đ𝑚 = × × (20.5× + 11.5 × + × 2) = 70 (W) 11 + Hệ số yêu cầu cos 𝜑 = 0.95 =) 𝜑𝑠𝑎𝑢 𝑏ù = 18.19𝑜 + Công suất phản kháng cần bù là: 𝑄𝑐ầ𝑛 𝑏ù = 𝑄𝑡𝑟ướ𝑐 𝑏ù − 𝑄𝑠𝑎𝑢 𝑏ù = 𝑃𝑀𝐵𝐴 𝑡𝑟ướ𝑐 𝑏ù × (tan 𝜑𝑡𝑟ướ𝑐 𝑏ù − tan 𝜑𝑠𝑎𝑢 𝑏ù ) = 1344 × (tan(32.86°) − tan(18.19°)) = 426.5 (kVar) Chọn 𝑄𝑐ầ𝑛 𝑏ù = 500 𝑘𝑉𝑎𝑟 (10 tụ có dung lượng 50 kVar) Hình 4.5: Tụ bù Mikro MKC – 445500KT Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật tụ bù Loại pha Tụ bù Mikro MKC445500KT Dung lượng [µF] [kVar] 822.1 50 27 Dịng điện (A) 65.6 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN DÂY DẪN 5.1 Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 9207 : 2012: Đặt đường dẫn điện nhà cơng trình công cộng – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 7447-5-52-2010: Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện – hệ thống dây 11 TCN 19-2006: Phần 2: Hệ thống đường dẫn điện 5.2 Phương pháp tính tốn ❖ Điều kiện chọn dây: • Xác định dịng làm việc lớn Ilv_max • Dịng cho phép dây dẫn: ′ 𝐼𝑐𝑝 = 𝐼𝑐𝑝 𝐼𝑙𝑣_𝑚𝑎𝑥 ≥ 𝐾ℎ𝑐 𝐾ℎ𝑐 Trong đó: Icp: dịng điện cho phép dây dẫn với điều kiện chuẩn hãng chế tạo ′ 𝐼𝑐𝑝 : dòng điện cho phép dây dẫn với điều kiện chuẩn nhiệt độ, cách thức dây, số dây nằm kề Khc: Hệ số hiệu chỉnh dây • Đối với cáp khơng chơn đất: 𝐾ℎ𝑐 = 𝑘1 × 𝑘2 × 𝑘3 Trong đó: k1 xét đến ảnh hương cách lắp đặt k2 xét đến số mạch dây/ cáp hàng đơn k3 xét đến nhiệt độ mơi trường khác 30oC 28 • Đối với cáp chơn đất: 𝐾ℎ𝑐 = 𝑘4 × 𝑘5 × 𝑘6 × 𝑘7 Trong đó: k4 xét đến ảnh hưởng cách lắp đặt k5 xét đến số mạch dây/ cáp hàng đơn k6 xét đến tính chất đất k7 xét đến nhiệt độ đất khác 20oC - Chọn dây trung tính (N) - Chọn dây nối đất (PE) 5.3 Tính tốn chi tiết 5.3.1 Lựa chọn dây dẫn * Từ MBA đến Tủ phân phối (MSB): - Nhiệt độ đất 35oC, K3 = 0.96 (các điện XLPE) - Ống dây đặt vật liệu Cách điện chịu nhiệt, K1=0.77 - K2 = 0.95 Ilv_max = =) 𝐼ℎ𝑐 = 𝑆𝑀𝐵𝐴 ×103 √3×400 𝐼𝑙𝑣_𝑚𝑎𝑥 𝐾1 ×𝐾2 ×𝐾3 = = 1600×103 √3×400 2309.4 0.96×0.95×0.77 = 2309.4 (A) = 3288.62 (𝐴) =) Ta chọn cáp Cadivi có dịng định mức Iđm = 500 (A) =) Số cáp = 3288.62 500 = 6.58, chọn mạch =) Mã dây: x (7x 1C x 240 mm2 Cu/XLPE/PVC) + (E) 120 mm2 Cu/PVC *Tính tốn chi tiết chọn Busway cho tủ hộ: Ptt = 1169.17 (kW) Qtt = 724.6 (kVar) 𝑆𝑡𝑡 = √𝑃𝑡𝑡2 + 𝑄𝑡𝑡 = √1169.172 + 724.62 = 1375.5 (𝑘𝑉𝐴) Ilv_max= 𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑡𝑡 𝑈đ𝑚 ×√3 = 1375.5 400×√3 = 1.98 (𝑘𝐴) Nhiệt độ lắp đặt dẫn Busway 40oC -) Khc = 0.97 29 ′ 𝐼𝑐𝑝 = 𝐼𝑐𝑝 𝐾ℎ𝑐 ≥ 𝐼𝑙𝑣_𝑚𝑎𝑥 𝑘ℎ𝑐 = 1.98 0.97 = 2.04 (𝑘𝐴) Vậy ta chọn Busway nhơm có dịng định mức 2500A * Tuyến dây từ Busway đến tủ điện tầng 16 + Nhiệt độ: 35oC, K3 = 0.96 (cách điện XLPE) + Số mạch thang cáp, K2 = + Ống dây đặt vật liệu Cách điện chịu nhiệt, K1=0.77 + Ilv_max = 140 (A) =) 𝐼ℎ𝑐 = 𝐼𝑙𝑣_𝑚𝑎𝑥 𝐾1 ×𝐾2 ×𝐾3 = 140 0.96×1×0.77 = 189.39 (𝐴) =) Ta chọn cáp Cadivi có dịng định mức Iđm = 175 (A) Số mạch = 189.39 175 = 1.08, Chọn mạch =) Mã dây: x (2 x 1C x 35mm2 Cu/XPLE/PVC) + (E)16mm2 Cu/PVC + Các tuyến cịn lại tính tương tự 30 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 6.1 Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 7447-2011: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp TCVN 6592-2009: Thiết bị đóng cắt điều khiển hạ áp TCVN 7447-5-53:2005: Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà- phần 5-53-lựa chọn lắp đặt thiết bị cách ly, đóng ngắt điều khiển 6.2 Phương pháp tính tốn ❖ Điều kiện lựa chọn thiết bị đóng cắt: IB < In ICu ≥ ISC 𝐼𝑛 × 100 𝑈𝑆𝐶 𝐼𝑆𝐶 = 𝐼𝑛 = 𝑃𝑛 × 103 √3 × 𝑈20 Trong đó: - IB : dòng làm việc lớn thiết bị cần bảo vệ (A) - In : dịng định mức CB (A) - Pn: Cơng suất định mức máy biến áp (kVA) - U20: Điện áp dây phía thứ cấp khơng tải (V) - In: Dòng định mức (A) - Isc: Dòng ngắn mạch (A) - Usc: Điện áp ngắn mạch (%) ❖ Dòng cố điểm lưới điện hạ thế: 𝐼𝑠𝑐 = 420 √3×𝑍𝑇 Trong đó: U20: Điện áp dây phía thứ cấp khơng tải (V) 31 ZT: Tổng trở pha tới điểm ngắn mạch (ꭥ) 6.3 Tính tốn chi tiết Lựa chọn thiết bị đóng cắt cho tuyến từ MBA đến tủ điện MSB: 𝐼𝑙𝑣_𝑚𝑎𝑥 = 𝑆𝑀𝐵𝐴 × 103 √3 × 𝑈 = 1600 × 103 √3 × 400 = 2309 (𝐴) =) Chọn ACB 4P hãng Schneider có In = 2500 (A), ICu= 50 (kA) + Các tuyến khác chọn tương tự 32 CHƯƠNG 7: NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 7.1 Sơ đồ nối đất thiết kế hệ thống nối đất Sơ đồ nối đất cho dự án: ❖ Chọn sơ đồ TN-S: Hình 7.1: Sơ đồ nối đất TN – S 7.2 Thiết kế hệ thống nối đất an toàn làm việc 7.2.1 Phương pháp tính tốn • Điện trở tản cọc: 𝑅𝑐 = 𝜌𝑡𝑡𝑐 2𝜋𝑙𝑐 (𝑙𝑛 2𝑙𝑐 𝑑𝑐 4𝑡+𝑙𝑐 4𝑡−𝑙𝑐 + 𝑙𝑛 ), với 𝑡 = 𝑡0 + 𝑙𝑐 • Điện trở tổng hợp tổ hợp cọc không tính đến ảnh hưởng thanh: 𝑅𝑐𝛴 = 𝑅𝑐 𝑛 × 𝜂𝑐 • Điện trở tản thanh: 𝑅𝑡 = 𝜌𝑡𝑡_𝑡 2𝜋𝑙𝑡 𝑙𝑛 𝑙𝑡2 𝑑𝑡 ×𝑡 , với 𝑡 = 𝑡0 + 𝑑𝑡 • Điện trở tản tính đến hiệu ứng tổ hợp cọc: 𝑅𝑡𝛴 = 𝑅𝑡 𝜂𝑡 33 • Xem nối tổ hợp cọc nối song song với nên điện trở tản tổ hợp là: 𝑅𝑡ℎ = 𝑅𝑐𝛴 × 𝑅𝑡𝛴 𝑅𝑐 × 𝑅𝑡 = 𝑅𝑐𝛴 + 𝑅𝑡𝛴 𝑅𝑐 × 𝜂𝑡 + 𝑅𝑡 × 𝑛 × 𝜂𝑐 Theo tiêu chuẩn điện trở nối đất an toàn năm phải: Rnđht ≤ (Ω), 𝜌đấ𝑡 = 100 Ωm 7.2.2 Thiết kế chi tiết Lựa chọn kích thước cọc nối đất dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam TCVN9358:2012 Theo tiêu chuẩn điện trở nối đất an toàn năm phải: Rnđht ≤ 10 (Ω) , 𝜌đấ𝑡 = 100 Ωm ❖ Tính tốn điện trở tản tổ hợp cọc Lắp đặt cọc đồng dài lc=3m, đường kính dc=0.02m có đầu nhọn Giữa cọc đặt cách a = 6m chơn chìm với t0 = 0.8m Chọn kmùa = 1.4 (vì đất khơ) -) 𝜌𝑡𝑡_𝐶 = 𝑘𝑚ù𝑎 × 𝜌đấ𝑡 = 1.4 × 100 = 140 Ωm 𝑡 = 𝑡0 + 𝑙𝑐 = 0.8 + = 2.3 (𝑚) 2 • Điện trở tản cọc: 𝑅𝑐 = 𝜌𝑡𝑡𝑐 2𝜋𝑙𝑐 (𝑙𝑛 • Số cọc: 𝑛 = 2𝑙𝑐 𝑑𝑐 𝑅𝑐 𝑅𝑛đℎ𝑡 4𝑡+𝑙𝑐 4𝑡−𝑙𝑐 + 𝑙𝑛 = 44.9 )= 140 2𝜋×3 (𝑙𝑛 2×3 0.02 4×2.3+3 4×2.3−3 + 𝑙𝑛 ) = 44.9(Ω) = 11.22, chọn n = 10 cọc • Điện trở tổng hợp tổ hợp cọc khơng tính đến ảnh hưởng thanh: Ta có 𝑎 𝑙𝑐 = = 2, n = 10 cọc -) 𝜂𝑐 = 0.75 𝑅𝑐𝛴 = 𝑅𝑐 𝑛×𝜂𝑐 = 44.9 10×0.75 = 5.987(Ω) ❖ Tính tốn điện trở tản thanh: Chọn ngang có đường kính dt = 0.02m, chơn chìm với t0 = 0.8m 34 Chọn kmùa = 1.6 (vì đất khơ) -)𝜌𝑡𝑡_𝑡 = 𝑘𝑚ù𝑎 × 𝜌đấ𝑡 = 1.6 × 100 = 160 Ωm 𝑙𝑡 = (𝑛 − 1) × 𝑎 = (10 − 1) × = 54(𝑚) 𝑡 = 𝑡0 × 𝑑𝑡 0.02 = 0.8 + = 0.81(𝑚) 2 • Điện trở tản thanh: 𝑅𝑡 = 𝑃𝑡𝑡_𝑇 2×𝜋×𝑙𝑡 𝑙𝑛 𝑙𝑡2 = 𝑑𝑡 ×𝑡 160 2×𝜋×54 𝑙𝑛 542 0.02ì0.81 = 5.706() ã in tr tn ca tính đến hiệu ứng tổ hợp cọc: Ta có 𝑎 𝑙𝑐 = = 2, n = 10 cọc -) 𝜂𝑡ℎ = 0.75 𝑅𝑡𝛴 = 𝑅𝑡 𝜂𝑡 = 5.706 0.75 = 7.608(Ω) =) Điện trở tản hệ thống: 𝑅𝑡ℎ = 𝑅𝑐𝛴 ×𝑅𝑡𝛴 𝑅𝑐𝛴 +𝑅𝑡𝛴 = 5.987×7.608 5.987+7.608 = 3.35(Ω) < 4(Ω) =) Hệ thống nối đất thỏa mãn yêu cầu thiết kế với dài 54 (m) 10 cọc bố trí theo thanh, cọc cách (m) 7.3 Chọn thiết bị thu sét tính tốn bán kính bảo vệ Phương pháp chống sét: Sử dụng kim phóng điện sớm ESE 7.3.1 Chọn thiết bị thu sét tính tốn bán kính bảo vệ Hình 7.2: Đầu thu sét ABB thơng số đội lợi phóng tia tiên đạo 35 Hình 7.3: Bán kính bảo vệ ứng với cấp bảo vệ ❖ Theo NFC 17-102: Độ lợi khoảng cách : ∆𝐿 = 𝑉 × ∆𝑇 = 45 × 1.1 = 49.5 (𝑚) Bán kính bảo vệ: 𝑅𝑝 = √ℎ × (2 × 𝐷 − ℎ) + ∆𝐿 × (2 × 𝐷 + ∆𝐿) = √5 × (2 × 45 − 5) + 49.5 × (2 × 45 + 49.5) = 85.61 (m) Trong đó: Rp: Là bán kính bảo vệ (m) h: Là chiều cao đặt kim ESE so với mặt phẳng bảo vệ (m) ∆𝐿: Là độ lợi khoảng cách (m) D: Là khoảng cách phóng điện (m) V: Là vận tốc phát triển tiên đạo lên (thường 1.1 m/µs) ∆𝑇: Là khoảng thời gian phóng điện sớm Dây dẫn sét: Luồng sét từ đầu thi lôi se truyền đưa qua hệ thống tiếp đất Vật liệu để làm dây dẫn cáp đồng trần Dây dẫn có tiết diện tối thiểu khơng nhỏ 50mm2 Kết luận: Cơng trình thiết kế chống sét thỏa mãn yêu cầu với kim thu sét ABB OPR 45, cấp bảo vệ III bán kính hình cầu lăn giá trị phụ thuộc vào cấp bảo vệ r = 45m, gắn trục đỡ cao 5m chọn dây dẫn sét có tiết diện 70mm2 36 7.3.2 Tính tốn hệ thống nối đất cho chống sét Theo tiêu chuẩn điện trở tiết đất tàn sét phải: Rnđht ≤ 10 (Ω) , 𝜌đấ𝑡 = 100 Ωm ❖ Tính tốn điện trở tản tổ hợp cọc: Lắp đặt cọc đồng dài lc = m, đường kính dc = 0.016 m có đầu nhọn Giữa hai cọc đặt cách a = m chơn chìm với t0 = 0,8 m Chọn kmùa = 1.4 (vì đất khơ) -)𝜌𝑡𝑡_𝐶 = 𝑘𝑚ù𝑎 × 𝜌đấ𝑡 = 1.4 × 100 = 140 Ωm 𝑡 = 𝑡0 × 𝑙𝑡 = 0.8 + = 2.3(𝑚) 2 • Điện trở tản cọc: 𝑅𝑐 = 𝜌𝑡𝑡𝑐 2𝜋𝑙𝑐 (𝑙𝑛 2𝑙𝑐 𝑑𝑐 4𝑡+𝑙𝑐 4𝑡−𝑙𝑐 + 𝑙𝑛 -) số cọc: 𝑛 = )= 𝑅𝑐 140 = 𝑅𝑛đℎ𝑡 (𝑙𝑛 2𝜋×3 44.03 2×3 0.016 4×2.3+3 4×2.3−3 + 𝑙𝑛 ) = 44.03(Ω) = 4.4 =) chọn n= cọc • Điện trở tổng hợp tổ hợp cọc khơng tính đến ảnh hưởng thanh: 𝑅𝑐𝛴 = 𝑅𝑐 𝑛×𝜂𝑐 = 44.03 5×0.81 = 10.87(Ω) ❖ Tính tốn điện trở tản thanh: Chọn ngang có đường kính dt = 0.016 m, chơn chìm với t0 = 0,8 m Chọn kmùa = 1.6 (vì đất khơ) -)𝜌𝑡𝑡_𝐶 = 𝑘𝑚ù𝑎 × 𝜌đấ𝑡 = 1.6 × 100 = 160 Ωm lt = (n – 1) × = (5 – 1) × = 24 (m) t = 𝑡0 + 𝑑𝑡 = 0.8 + 0.016 = 0.808 (m) • Điện trở tản thanh: 𝑅𝑡 = 𝜌𝑡𝑡_𝑡 2𝜋𝑙𝑡 𝑙𝑛 𝑙𝑡2 = 160 𝑑𝑡 ×𝑡 2𝜋×24 𝑙𝑛 242 0.016×0.808 = 19.77(Ω) • Điện trở tản tính đến hiệu ứng tổ hợp cọc Ta có 𝑎 𝑙𝑐 = = 2, n = cọc -) Chọn 𝜂𝑡ℎ = 0.86 37 𝑅𝑡𝛴 = 𝑅𝑡 19.77 𝜂𝑡 = 0.86 = 22.99(Ω) =) Điện trở tản hệ thống: 𝑅𝑡ℎ = 𝑅𝑐𝛴 ×𝑅𝑡𝛴 𝑅𝑐𝛴 +𝑅𝑡𝛴 = 10.87×22.99 10.87+22.99 = 7.38(Ω) < 10(Ω) =) Hệ thống nối đất thỏa mãn yêu cầu thiết kế với dài 12 (m) cọc bố trí dọc theo thanh, cọc cách (m) 38 KẾT LUẬN Qua trình thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho chung cư” hoành chỉnh giải vấn đề cung cấp điện: - Củng cố kiến thức học trường hệ thống cung cấp điện - Thiết kế hệ thống chiếu sáng mô phần mềm Dialux Evo - Tính tốn xác định phụ tải tòa nhà - Chọn máy biến áp, máy phát dự phòng chuyển nguồn ATS phù hợp - Chọn phương án nâng cao hệ số cơng suất - Tính tốn lựa chọn hệ thống dây dẫn, thiết bị bảo vệ - Thiết kế hệ thống nối đất, chống sét cho tòa nhà - Quan sát chi tiết tổng quan toàn nhà 3D việc áp dụng phần mềm Revit Trong q trình thực hiện, tơi nhận hướng dẫn tận tình từ giáo viên, tham khảo nhiều tài liệu và cơng cụ để hồn thành đồ án Nhưng sinh viên, kiến thức hạn chế thiếu thực tế nên tránh khỏi sai sót Đề xuất ý kiến, hướng phát triển đề tài: - Thiết kế thêm hệ thống điện nhẹ: mạng điện thoại, âm thanh, camera, internet, … - Áp dụng hệ thống quản lý tịa nhà thơng minh BMS 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC [2] “TCVN 7114-2008”: Chiếu sáng nơi làm việc, nhà [3] “TCXD 16:1086”: Chiếu sáng nhân tạo cơng trình xây dựng [4] “TCXD 29: 1991”: Chiếu sáng công trình dân dụng [5] “TCVN 7447 – 2010”: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp [6] “TCVN 9026 – 2012”: Tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng [7] “QCVN 12:2014”: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hệ thống điện nhà nhà công cộng [8] “TCVN 9207 : 2012”: Đặt đường dẫn điện nhà công trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế [9] “TCVN 7447-5-52-2010”: Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện – hệ thống dây [10] “11 TCN 19-2006”: Phần 2: Hệ thống đường dẫn điện [11] “TCVN 6592-2009”: Thiết bị đóng cắt điều khiển hạ áp [12] “TCVN 7447-5-53:2005”: Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà- phần 5-53-lựa chọn lắp đặt thiết bị cách ly, đóng ngắt điều khiển [13] “TCVN9358:2012”: Tiêu chuẩn quốc gia lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho cơng trình cơng nghiệp 40 41