Thiết kế cung cấp điện cho công trình tòa nhà hỗn hợp, trụ sở công ty tòa nhà detech mỹ đình” – khối văn phòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIÊP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho cơng trình tịa nhà hỗn hợp, trụ sở cơng ty Tịa nhà Detech Mỹ Đình” – Khối văn phịng” Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phú Hoàng Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Phượng Mã sinh viên:1851080585 Lớp: K63 CN-CĐT Khóa:63 HÀ NỢI – NĂM 2022 LỜI MỞ ĐẦU Thiết kế hệ thống điện ngành quang trọng xã hội loài người, trình phát triển nhanh khoa học kĩ thuật nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quang trọng thiếu ngành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu lĩnh vực nói riêng Trong năm gần đây, nước ta đạt nhựng thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội Số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thương mại, dịch vụ,… gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể dự báo tiếp tục tăng nhanh năm tới Thiết kế cung cấp điện việc đảm bảo an tồn cho cơng trình hệ thống chống sét, tiếp địa phù hợp với hệ thống cấp điện, chiếu sáng hợp lý mang lại tính thẩm mĩ kinh tế cho cơng trình Nhằm giúp thân củng cố kiến thức học, em chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho cơng trình tịa nhà hỗn hợp, trụ sở cơng ty Tịa nhà Detech Mỹ Đình” – Khối văn phịng” Nội dung đồ án gồm phần sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống điện cơng trình Chương Giới thiệu sơ ngun lý, tính năng, cơng dụng số thiết bị điện sử dụng cơng trình dân dụng Chương 3: Tính tốn, thiết kế cung cấp điện cho Khối văn phịng Sau thời gian hướng dẫn tận tình giáo Nguyễn Thị Phượng, em hồn thành đồ án Do thời gian ngắn hạn chế khả năng, báo cáo em cịn nhiều sai sót Em mong nhận đóng góp thầy cô bạn Hà Nội, ngày … tháng… năm… Sinh viên thực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Mã sinh viên: Lớp: Kết luận: Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên…………nộp báo cáo khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày…… tháng……năm…… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Chữ ký, Họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Mã sinh viên: Lớp: GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, Họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TRONG CƠNG TRÌNH1 1.1 Nhiệm vụ đồ án 1.2 Các hệ thống điện cơng trình 1.2.1 Hệ thống cung cấp điện 1.2.2 Hệ thống điện nhẹ 1.2.3 Hệ thống điều hòa thơng gió 1.2.4 Hệ thống tăng áp hút khói 1.2.5 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 1.2.6 Hệ thống cấp thoát nước CHƯƠNG SƠ BỘ NGUN LÝ, TÍNH NĂNG, CƠNG DỤNG CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG 2.1 Máy biến áp phân phối 2.2 Máy phát điện hạ 2.3 Thiết bị đóng cắt, bảo vệ 10 2.4 Hệ thống thang máng cáp, ống luồn dây 11 2.5 Thanh dẫn điện (busway), dây cáp điện So sánh ưu nhược điểm busway cáp điện 12 2.6 Các tiêu chí, phương pháp lựa chọn dây dẫn cho cơng trình, lựa chọn dây dẫn 13 2.6.1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo cơng thức tính toán 13 2.7 Các sơ đồ nối đất – đặc điểm, tiêu chí lựa chọn 15 2.8 Sử dụng phần mềm DIALUX thiết kế chiếu sáng 20 2.9 Các tiêu chuẩn áp dụng 21 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHỐI VĂN PHÒNG 22 3.1 Xác định phụ tải tính tốn 22 3.1.1 Phân loại phụ tải sử dụng điện 22 3.1.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 22 3.1.3 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích: 23 3.1.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số đồng thời kđt, hệ số sử dụng ksd công suất thiết bị: 23 3.1.5 Tính tốn cơng suất phụ tải cơng trình 24 3.1.6 Nguồn cấp điện 37 3.1.7 Hệ thống chiếu sáng, cấp điện 39 3.1.8 Hệ thống bảo vệ 41 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ Nội dung ATS Automatic Transfer Switches Tủ chuyển nguồn điện tự động Cấp bảo vệ IP21 IP21 MCCB Moulded Case Circuit Breaker Aptomat dạng khối MCB Miniature Circuit Breaker Aptomat dạng tép PCCC Phòng cháy chữa cháy MFD Máy phát điện MBA Máy biến áp TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD Tiêu chuẩn xây dựng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 So sánh busway cáp điện 12 Bảng 2.2 Bảng thử nghiệm dây dẫn đến 400A 14 Bảng 2.3 Các tiêu chuẩn áp dụng 21 Bảng 3.1 Tính tốn cơng suất phụ tải hộ 24 Bảng 3.2 Tính tốn phụ tải tầng 28 Bảng 3.3 Tính toán phụ tải phụ trợ 35 Bảng 3.4 Lựa chọn công suất máy phát điện, máy biến áp .36 Bảng 3.5 Chỉ tiêu độ rọi 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống điện cơng trình Hình 1.2 Hệ thống cấp nước .7 Hình 2.1 Ngun lí hoạt động máy biến áp Hình 2.2 Thang cáp máng cáp 12 Hình 2.3 Mạng điện IT khơng dây trung tính 15 Hình 2.4 Mạng điện IT có dây trung tính 15 Hình 2.5 Mạng điện TT .16 Hình 2.6 Mạng điện TN-C 18 Hình 2.7 Mạng điện TN-S 19 Hình 2.8 Mạng điện TN-C-S .20 Hình 3.1 Vị trí lắp đặt đèn báo khơng .41 Hình 3.2 Hệ thống chống sét .41 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TRONG CƠNG TRÌNH 1.1 Nhiệm vụ đồ án - Đưa phương án thiết kế, tính tốn lựa chọn phù hợp cho hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà, đảm bảo tiêu chuẩn thiết kế giá thành vật tư hợp lí với nhu cầu chủ đầu tư 1.2 Các hệ thống điện cơng trình Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống điện cơng trình 1.2.1 Hệ thống cung cấp điện Khái niệm: Là hệ thống cấp nguồn cho tịa nhà, hệ thống “xương sống” để vận hành toàn hệ thống điện cịn lại Nó cung cấp điện để thang máy hoạt động, để bơm nước sinh hoạt, để giám sát hoạt động tịa nhà thơng qua BMS… Hệ thống điện nặng hệ thống điện tòa nhà bao gồm hệ thống điện động lực (trạm biến áp điện lực tủ bù hệ thống điện điều khiển Hệ thống điện động lực đảm nhiệm việc cấp nguồn điện từ lưới diện địa phương vào hộ 30 31 32 33 Bảng 3.3 Tính tốn phụ tải phụ trợ 35 Bảng 3.4 Lựa chọn công suất máy phát điện, máy biến áp 36 3.1.6 Nguồn cấp điện (có vẽ đính kèm phần phụ lục) - Nguồn điện trung Nguồn điện trung cho trạm biến áp dự kiến lấy từ lưới điện trung khu vực với hai đường vào tạo thành mạch vòng để cấp điện liên tục, điểm đấu nối thiết kế thi công trạm biến áp, tủ trung hệ thống cáp điện trung Công ty điện lực địa phương định thực Chủ đầu tư đầu tư thiết bị vật tư trạm điện thực đầu tư, thi công từ cực hạ máy biến áp đến phụ tải Tại phòng kỹ thuật tầng hầm 1, bố trí hệ thống tủ trung mạch vòng bao gồm tủ cầu dao phụ tải mạch vào, tủ đo lường, tủ máy cắt cho máy biến áp Tuyến trung từ điểm đấu nối đến tủ trung tổng sử dụng cáp 24kV Cu/XLPE/DSTA/PVC 3Cx240mm2 ống HDPE chơn ngầm phần ngồi hầm thang cáp lắp tầng hầm Cáp trung từ tủ trung đến máy biến áp sử dụng cáp 24kV CU/XLPE/PVC 3x1Cx70mm2 thang cáp tầng hầm - Trạm biến áp Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống cung cấp điện Dung lượng MBA, vị trí, số lượng, phương thức lắp đặt vận hành MBA có ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế – kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Do việc lựa chọn MBA gắn liền với việc lựa chọn phương án cấp điện Căn vào tổng cơng suất phụ tải tính tốn mục vào nhu cầu cấp điện chủ đầu tư Tại tầng hầm tháp, bố trí 01 trạm biến áp (TBA) để cấp điện hạ cho thiết bị dùng điện tồn cơng trình Các máy biến áp chọn MBA khô pha cuộn dây, cách điện epoxy, thông số máy cho đây: Công suất định mức: 2000 KVA Điện áp 22/0,4KV Cấp điều chỉnh phía cao áp: ±2x2,5% (Điện áp ngắn mạch, tổng hao không tải tổn hao ngắn mạch nhà máy chế tạo định) - Máy phát điện dự phịng 37 Ngồi ra, để đảm bảo cung cấp điện cho cơng trình nguồn lưới bị gián đoạn, bố trí dự phịng máy phát điện đự phịng cho phụ tải công cộng: Chiếu sáng ổ cắm tầng hầm, hành lang, phụ tải thương mại, thang máy, bơm nước, điện nhẹ phụ tải PCCC Tại tầng hầm tháp bố trí 01 MFĐ Máy phát điện chọn máy phát sử dụng động diezel, thông số máy cho đây: + Công suất: 2000KVA liên tục + Điện áp: 380/220V + Tần số: f = 50Hz + Động diesel Máy phát điện dự phòng loại máy đặt phòng khơng có chuyển đổi nguồn tự động (ATS) kèm Máy phát điện dự phịng loại có thời gian khởi động nhỏ 10 giây; phòng máy phát làm kín bọc cách âm cho độ ồn cách 1m trạm đạt 70dB Trạm biến áp máy phát điện dự phòng phải thiết kế đảm bảo yêu cầu phòng cháy chữa cháy, thuận tiện cho việc quản lý vận hành Để hoạt động cách liên tục không bị gián đoạn, thiết kế sử dụng bồn dầu có dung tích thực tế theo PCCC phê duyệt (thời gian tiêu thụ >3h) Bồn dầu dùng loại bồn dầu ngày đặt phòng riêng cạnh phòng máy phát - Buồng hạ tủ phân phối: Tại tầng hầm, bố trí phịng hạ đặt tủ tổng để cung cấp phân phối điện cho toàn cơng trình Mỗi khu vực bố trí buồng hạ bao gồm tủ điện tổng, tủ bù, tủ phân phối, tủ ATS để cung cấp phân phối nhà Cấp bảo vệ tủ tối thiểu IP21 Tủ điện tổng loại đặt sàn, có trang bị máy ngắt điện tự động kiểu ACB, đồng hồ đo dòng điện điện áp cho lộ cấp điện Cấp bảo vệ tủ tối thiểu IP21 Tại tầng bố trí tủ điện tầng để phân phối điện cho phụ tải chiếu sáng khu công cộng, thương mại, hộ Cấp bảo vệ tủ tối thiểu IP21 Tủ điện tầng trang bị máy ngắt điện tự động kiểu MCCB, MCB công tơ điện để đo đếm điện tiêu thụ đơn vị thuê cho hộ - Hệ thống cấp điện hạ : + Hệ thống BUSWAY: Để cấp nguồn cho hệ thống tủ điện tầng, cơng trình sử dụng hệ thống dẫn điện nhơm sau: 38 Khối hộ chung cư: Sử dụng 01 dẫn BUSWAY nhôm cấp điện từ tủ điện phân phối đến tủ điện tầng hộ Tại phòng kỹ thuật điện tầng sử dụng hộp phân nhánh PLUGIN lắp aptomat để lấy điện từ hộp dẫn vào tủ điện tầng + Hệ thống cáp điện chính: Ngồi hệ thống dẫn, cơng trình cịn sử dụng hệ thống cáp cấp nguồn cho hệ thống tủ tầng phụ tải điện khác Sử dụng cáp điện Cu/XLPE/PVC cấp điện từ tủ điện tổng đến tủ tầng gửi xe, thương mại không thuộc khối tháp, tủ điện thiết bị phụ trợ công cộng v.v Sử dụng cáp chống cháy cấp điện cho hệ thống PCCC hệ thống thang máy PCCC, bơm nước, bơm cứu hỏa quạt điều áp, hút khói v.v… Các cáp điện đỡ thang cáp trần dọc theo hộp kỹ thuật lên đến tầng vị trí đặt tủ + Hệ thống lưới phân phối: Lưới phân phối điện sử dụng dây lõi đồng cách điện PVC từ tủ điện tầng theo máng cáp dọc hành lang đến bảng điện khu vực luồn ống nhựa cứng ngầm theo kết cấu xây dựng đến công tắc, ổ cắm, đèn thiết bị dùng điện khác Tiết diện cáp cấp cho hệ thống chiếu sáng tối thiểu 1.5mm2 cấp điện cho ổ cắm tối thiểu 2.5mm2 3.1.7 Hệ thống chiếu sáng, cấp điện (có vẽ đính kèm phần phụ lục) + Hệ thống chiếu sáng nhà thiết kế theo tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo cơng trình dân dụng (QCVN09:2017 TCVN 9206:2012) Sử dụng phương pháp chiếu sáng chung kết hợp với chiếu sáng cục Hệ thống chiếu sáng khu phải đạt tiêu độ rọi sau: Bảng 3.5 Chỉ tiêu độ rọi Yêu cầu chiếu sáng khu văn phịng Độ rọi [lx] Vị trí Hồ sơ, photocopy, lại 300 Văn phòng làm việc chung, đánh máy, đọc viết 500 Đồ họa, thiết kế 750 Hành lang, sảnh, ban công, cầu thang 100 Nhà vệ sinh 200 Phòng họp 500 39 - Khu kỹ thuật + Chiếu sáng: sử dụng tuýp led đơn đôi lắp sát trần Đèn chiếu sáng điều khiển công tắc bật tắt lắp đặt cạnh cửa vào vị trí thích hợp + Ổ cắm điện: Sử dụng ổ cắm loại chấu 220V lắp đặt vị trí thích hợp độ cao h=+400mm so với sàn hồn thiện (ngoại trừ có ghi khác vẽ) để phục vụ phụ tải khác - Cầu thang khu vệ sinh + Khu cầu thang: sử dụng đèn tuýp led lắp sát trần, từ tầng hầm có lộ cấp dọc trục cầu thang điều khiển contactor kết hợp với rơle thời gian để điều khiển theo cung + Khu vệ sinh: sử dụng đèn downlight, bóng led, bố trí đèn cố xen kẽ để đảm bảo cấp điện phục vụ cho việc lại xảy cố điện - - Khu văn phòng + Chiếu sáng: sử dụng đèn máng âm trần 600x600mm Đèn chiếu sáng điều khiển công tắc bật tắt lắp đặt cạnh cửa vào vị trí thích hợp + Ổ cắm điện: Sử dụng ổ cắm loại chấu 220V lắp đặt vị trí thích hợp độ cao h=+400mm so với sàn hồn thiện (ngoại trừ có ghi khác vẽ) để phục vụ phụ tải khác - Khu vực sinh hoạt, sảnh + Chiếu sáng: sử dụng đèn downlight âm trần đèn hắt sáng (theo yêu cầu nội thất) Đèn chiếu sáng điều khiển công tắc bật tắt lắp đặt cạnh cửa vào vị trí thích hợp + Ổ cắm điện: Sử dụng ổ cắm loại chấu 220V lắp đặt vị trí thích hợp độ cao h=+400mm so với sàn hồn thiện (ngoại trừ có ghi khác vẽ) để phục vụ phụ tải khác - Hệ thống báo không + Trên điểm cao tồ nhà sử dụng đèn báo khơng ánh sáng tĩnh có tích hợp cảm biến ánh sáng phù hợp với tiêu chuẩn ICAO để làm nhiệm vụ cảnh báo hàng không Đèn báo không lắp đặt cột thu sét vị trí cao tồ nhà 40 Hình 3.1 Vị trí lắp đặt đèn báo khơng 3.1.8 Hệ thống bảo vệ (có vẽ đính kèm phần phụ lục) - Hệ thống chống sét + Hệ thống nối đất chống sét trực tiếp bảo vệ cho toàn nhà bao gồm người thiết bị khơng bị hư hỏng có sét Sử dụng cơng nghệ thu sét phóng điện sớm (Early Streamer Emission Technology) Trên đỉnh mái tháp nhà bố trí hệ thống Hình 3.2 Hệ thống chống sét + Mặt không rộng nên sử dụng kim thu sét phù hợp + Hệ thống chống sét bao gồm kim thu sét đặt vị trí cao tồ nhà, dây thoát sét, cọc tiếp đất, hố tiếp đất hộp kiểm tra + Kim thu sét : sử dụng loại đầu kim thu sét loại đạo sớm; 01 kim có bán kính bảo vệ 51m, cấp IV đặt vị trí cao tịa nhà 41 + Các cọc tiếp đất: sử dụng cọc thép mạ đồng dài 2,4 mét Đường kính ngồi 16mm Được chơn thẳng đứng & cách mặt đất 0,8 mét Khoảng cách cọc với cọc không nhỏ mét + Dây dẫn sét xuống cho tòa nhà dùng 01 dây dẫn sét mạ kẽm D10 nối xuống hệ dây tiếp địa Hệ nối đất gồm cọc thép mạ đồng loại D16 dài 2,4 m đóng sâu mặt đất 0,8 m + Điện trở nối đất hệ thống chống sét thiết kế bảo đảm ≤10Ω Trong trường hợp điện trở suất đất lớn, khó đảm bảo giá trị điện trở nêu sử dụng hoá chất (GEM) làm giảm điện trở suất đất, để đạt giá trị điện trở nối đất theo yêu cầu + Đối với sét lan truyền: Các hệ thống điện trung thế, điện hạ thế, mạng thông tin, mạng điện thoại trang bị riêng hệ thống chống sét lan truyền phù hợp để chống sét vào hệ thống - Hệ thống tiếp địa an toàn + Hệ nối đất gồm: cọc thép mạ đồng loại D16 dài 2,4 m đóng sâu mặt đất 0,8m + Toàn hệ thống tiếp địa làm việc tiếp địa an toàn trạm nối trực tiếp với hệ thống tiếp địa cơng trình cáp đồng có tiết điện phù hợp + Điện trở tiếp địa đo đảm bảo trị số điện trở tiếp địa R ≤ 4Ω Khi thi cơng khơng đạt phải đóng thêm cọc bổ sung đảm bảo thông số + Điện trở tiếp địa an toàn cho hệ thống điện nhẹ: R ≤ 1Ω Khi thi cơng khơng đạt phải đóng thêm cọc bổ sung đảm bảo thông số 42 KẾT LUẬN  Những kết đạt được: - Nâng cao kỹ sử dụng phần mềm chuyên môn AutoCAD, DIALUX - Nắm rõ quy trình thiết kế cung cấp điện cho cơng trình - Kỹ tìm tịi, đọc hiểu tài liệu liên quan - Trau dồi kiến thức học  Những hạn chế tồn tại: - Chưa có nhiều kinh nghiệm việc lựa chọn vật tư cho cơng trình - Tìm hiểu tài liệu tiếng Anh hạn chế - Một số kiến thức chưa nắm vững  Đề xuất, kiến nghị: Kính mong nhà trường mơn tăng thời gian làm khóa luận tốt nghiệp để đề tài mở rộng hơn, để sinh viên có nhiều hiểu biết cơng việc sau này, không bỡ ngỡ làm việc thực tế Do thời gian lực thân hạn chế nên kết đạt chắn thiếu sót, em mong nhận bảo đóng góp thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO - [1] Hướng Dẫn Thiết Kế Lắp Đặt Điện Theo Tiêu Chuẩn IEC, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT - [2] TCVN 9206, Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng - [3] TCVN 4086:1985 – Tiêu chuẩn an toàn Điện xây dựng - [4] TCXD 16:1986 – Chiếu sáng nhân tạo cơng trình dân dụng - [5]TCVN 394:2007 – Thiết kế lắp đặt trang bị điện cơng trình xây dựng - [6]TCVN 9206:2012 – Đặt thiết bị điện nhà công trình cơng cộng – Tiêu chuẩn thiết kế - [7]TCVN 9207:2012 – Đặt đường dây dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng – Tiêu chuẩn thiết kế PHỤ LỤC - Thiết bị đạt mức độ tiêu chuẩn IP21 có nghĩa là:  Có khả chống lại vật thể rắn mức 2, bảo vệ khỏi vật có kích thước >12,5mm (ví dụ: ngón tay vật thể tương tự)  Khả ngăn nước mức 1, bảo vệ khỏi loại nước nhỏ giọt theo phương thẳng đứng; tương đương hạt mưa rơi kích thước 1mm/phút - Tủ điện ATS hay cịn gọi tủ chuyển nguồn điện tự động ATS (Automatic Transfer Switches), hệ thống thiết bị điện đảm bảo cho toàn hệ thống điện hoạt động liên tục, ổn định có cố điện xảy Mỗi doanh nghiệp, nhà máy sản xuất, chung cư, bệnh viện, trang bị loại tủ điện nhằm đảm bảo ln có đủ nguồn điện phục vụ cho sản xuất sinh hoạt