Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư hỗn hợp và nhà ở liền kề tp thanh hóa

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

Các yêu cầu chung và tiêu chuẩn thiết kế

Mọi phương án hoặc dự án đều cần đáp ứng bốn yêu cầu cơ bản, trong đó độ tin cậy cung cấp điện là yếu tố quan trọng Theo tiêu chuẩn tc 9206:2012, mức độ đảm bảo cung cấp điện liên tục phụ thuộc vào tính chất của hộ dùng điện.

Hộ loại 1 bao gồm những cơ sở cực kỳ quan trọng, không được phép mất điện, vì nếu xảy ra sự cố mất điện sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng Các ví dụ tiêu biểu cho hộ loại này là sân bay, đại sứ quán và bệnh viện.

Hộ loại 2 là những hộ tiêu thụ điện được phép mất điện trong khoảng thời gian nhất định Mặc dù việc mất điện ở những hộ này gây thiệt hại kinh tế, nhưng mức độ thiệt hại không nghiêm trọng bằng hộ loại 1 Các ví dụ điển hình của hộ loại 2 bao gồm khách sạn, chung cư và trung tâm thương mại.

 Hộ loại 3: Là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết (như: khu sinh hoạt đô thị, nông thôn) b Chất lượng điện

Chất lượng điện được đánh giá qua hai tiêu chí chính là tần số (f) và điện áp (U) Để đạt được chất lượng điện tối ưu, cần đảm bảo rằng tần số và điện áp luôn nằm trong giới hạn cho phép.

 Để đảm bảo cho các thiết bị dùng điện làm việc bình thường thì cần yêu cầu đặt ra là: c Kinh tế

Tính kinh tế của một phương án cấp điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu chính: vốn đầu tư và phí vận hành Phương án tối ưu là phương án kết hợp hài hòa giữa hai đại lượng này, nhằm đạt được chi phí tính toán hàng năm thấp nhất.

Công thức Z = (a vh + a th) K + c được sử dụng để tối thiểu hóa ∆ A, trong đó a vh là hệ số vận hành, với giá trị 0,04 cho đường dây trên không và 0,1 cho cáp cùng trạm biến áp Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn a th được xác định là 1.

T tc với lưới cung cấp điện T tc = 5 năm → a tc = 0 , 2

∆ A :Tổn thất điện năng trong 1 năm c : Giá điện tổn thất điện năng (đ/kWh) d An toàn điện

 An toàn điện là vấn đề quan trọng, thậm chí phải đặt lên hàng đầu khi thiết kế lắp đặt, vận hành công trình điện.

 An toàn: Đảm bảo điện trở nối đất trong phạm vi cho phép

 Nối đất làm việc: tủ điện, trạm biến áp thì Rnđ ≤ 4 (Ω)

 Nối đất chống sét thì Rnđ ≤ 10 (Ω)

Phương án cấp điện tối ưu là gì ?

Dựa vào mặt bằng kiến trúc của công trình, có thể đề xuất nhiều phương án khác nhau cho việc cung cấp điện Tuy nhiên, phương án hợp lý cần đáp ứng các yêu cầu cụ thể để đảm bảo hiệu quả và tính khả thi.

 Đảm bảo chất lượng điện, tức là đảm bảo số điện và điện áp trong mức cho phép

 Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục

 Thuận tiện cho việc sửa chữa lắp ráp

 Có chỉ tiêu kinh tế hợp lí

1.1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế.

Hệ thống điện của công trình được thiết kế theo các tiêu chuẩn sau:

Bảng 1 1: Các tiêu chuẩn thiết kế

Mã số Tên tiêu chuẩn

QCVN 09:2017/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả.

QCVN12:2014/BXD Hệ thống điện trong nhà ở và nhà công cộng

11 TCN-18á21:2006 Quy phạm trang bị điện

Ecgônômi – chiếu sáng nơi làm việc – Phần 1: Trong nhà

TCVN 9207 :2012 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng

TCXD 27: 1991 Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng –

TCVN 9385 :2012 Chống sét cho các công trình xây dựng – Tiêu chuẩn thiết kế – Thi công

TCVN 9888 :2013 Bảo vệ chống sét – Phần 1,2,3,4

NFC 17-102 :2011 Tiêu chuẩn chống sét của CH Pháp

TCVN 7447 Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà

TCXDVN 333 :2005 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị – Tiêu chuẩn thiết kế.

TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – TCTK

TCVN 2622-1995 Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – YCTK

QCVN 06:2010/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình

TCVN 5687:2010 Thông gió – điều hòa không khí – TCTK

Tiêu chuẩn nước ngoài tham khảo

IEC Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế

Các bước thiết kế cấp điện cho công trình

 Bước 1: Tính toán phụ tải.

 Bước 2: Triển khai bản vẽ mặt bằng thiết kế điện.

 Bước 3: Lựa chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn.

 Bước 4: Vẽ sơ đồ cấp điện.

 Bước 5: Tính toán chống sét và nối đất.

Chi tiết công trình thiết kế

 Tên dự án: Tòa nhà chung cư hỗn hợp và nhà ở liền kề.

 Địa điểm: Phường Đông Hải, Thành Phố Thanh Hóa, Tỉnh Thanh Hóa.

 Tổng diện tích khu đất: 4918m2.

 Vị trí, giới hạn khu đất xây dựng:

 Vị trí dự án: Phường Đông Hải, Thành Phố Thanh Hóa, Tỉnh Thanh Hóa.

 Ranh giới ô đất xây dựng công trình:

 Phía Bắc giáp đường Đông Hương rộng 24m.

 Phía Nam giáp đường quy hoạch rộng 10,5m.

 Phía Đông giáp lô đất CC2.

 Phía Tây giáp đường quy hoạch rộng 10,5m.

 Khu đất dự án có hướng tiếp cận giao thông thuận lợi và có hệ thống hạ tầng kỹ thuật được quy hoạch đồng bộ.

 Chi tiết công trình như sau:

Khu nhà ở cao tầng Lô_CT

Tầng Hầm 1834 Hệ thống các bãi đỗ xe, các phòng kỹ thuật,…

Tầng 1 1520 Khu dịch vụ, các Nhóm lớp nhà trẻ, phòng SHCĐ,

Tầng 2 1861 Các căn hộ điển hình A,B,C,D,E

Tầng 3-20 1187 Các căn hộ điển hình A,B,C,D,E

Tầng KT (tum) 170 Kỹ thuật thang máy

Tầng mái 170 Kỹ thuật mái

Khu nhà ở liền kề Lô_LK

Nhà LK 1 80 Gồm 4 tầng và 1 tum: Tầng 1 kinh doanh, các tầng

2,3,4 là các tầng SH của gia đình; tầng tum có sân thượng,…

Bảng 1 2: Chi tiết công trình thiết kế

 Các tầng căn hộ điển hình từ tầng 2 đến tầng 20 của khu nhà CT, mỗi tầng gồm:

 2 Căn hộ điển hình loại A (1 PK; 1 Bếp ăn; 2 PN; 2 WC; 2 Lô gia);

 8 Căn hộ điển hình loại B (1 PK; 1 Bếp ăn; 2 PN; 1 WC; 2 Lô gia);

 3 Căn hộ điển hình loại C (1 PK; 1 Bếp ăn; 2 PN; 1 WC; 1 Lô gia);

 2 Căn hộ điển hình loại D (1 PK; 1 Bếp ăn; 1 PN; 1 WC; 1 Lô gia);

 2 Căn hộ điển hình loại E (1 PK; 1 Bếp ăn; 2 PN; 2 WC; 2 Lô gia);

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN.13

Các phương pháp tính toán phụ tải điện

2.1.1 Phương pháp tính toán chiếu sáng

 Để thiết kế chiếu sáng có rất nhiều phương pháp khác nhau như là :

 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng đồng thời ¿¿) và công suất đặt P đ

 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất

 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (K max ) và công suất trung bình P tb

 Xác định tính toán theo độ rọi

Dựa vào thiết kế công trình dân dụng, phương pháp tính toán suất phụ tải theo P 0 (W/đơn vị tính toán) là phù hợp nhất Phương pháp này không yêu cầu độ chính xác cao, nhưng vẫn đảm bảo ánh sáng cần thiết cho quá trình làm việc.

 Các bước thực hiện tính toán:

 Bước 1: Xác định suất phụ tải chiếu sáng po, chọn theo tiêu chuẩn QCVN 09:2017/BXD & TCXDVN 09:2005

STT Tên phụ tải Po(W/m 2 )

2 Các căn hộ, không gian công cộng 8 - 10

3 Hội trường, siêu thị, dịch vụ 15 - 20

5 Hành lang, cầu thang, nhà vệ sinh, P ngủ

Bảng 2 1: Suất phụ tải chiếu sáng

 Bước 2: Xác định công suất tính toán theo công thức:

P cs : Phụ tải tính toán (W)

P 0 : Suất phụ tải chiếu sáng (W/m 2 )

 Bước 3: Chọn bóng đèn với công suất đặt của đèn: P đ (W)

 Bước 4: Tính số bóng đèn: n = P cs

* Ví dụ tính toán chiếu sáng P.khách+khu bếp trong căn hộ điển hình loại A có: S#m2

Theo QCXDVN 09:2017/BXD thì chọn: Po - 15 (W/ m 2 ¿ Ta chọn Po= 10 (W/ m 2 ¿

 Công suất chiếu sáng của phòng là:

 Lựa chọn đèn Neon 1,2 m: Pđ = 40 (W)

 Số bóng đèn cần dùng:

 Số lượng bóng đèn sử dụng để bố trí là: 6 (bóng) Neon (Pcs=6.40$0W)

Hiện nay, công nghệ đèn LED đang phát triển mạnh mẽ, vì vậy việc thay thế đèn neon bằng đèn LED không chỉ giúp tiết kiệm điện năng mà còn đảm bảo tính thẩm mỹ cho không gian.

Ta có đèn Neon 40W có quang thông là 1520(lm) – theo sách Giáo Trình Cung

 Tổng quang thông của phòng là: 6.1520 = 9120(lm)

Khi sử dụng đèn LED cho công trình, cần đảm bảo rằng tổng quang thông của khu vực chiếu sáng với đèn LED phải lớn hơn tổng quang thông khi sử dụng đèn Neon hoặc đèn huỳnh quang.

Ta có: Sử dụng đèn Led Downlight âm trần 9W/∅110mm - φ = 900lm

 Số đèn cần dùng cho phòng là : bóng

Dựa vào mặt bằng thực tế và nội thất, chúng ta có thể bố trí 10 bóng Led Downlight với công suất chiếu sáng tổng cộng là 90W, thấp hơn 240W Việc này giúp giảm hơn một nửa công suất so với đèn Neon, từ đó tiết kiệm điện năng hiệu quả Bên cạnh đó, việc sử dụng đèn chùm, đèn dây LED trang trí cho phòng khách và đèn chùm thả bàn ăn không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn đảm bảo đủ quang thông cho không gian.

Bảng 2 2: Thông số kỹ thuật đèn Dowlight D110 mm 9W

Nhiệt độ màu Đường kính lỗ khoét trần

 Chọn bộ bóng đèn Led chùm trả trần phòng khách 20W, 2000lm

Bảng 2 3: Thông số kỹ thuật đèn Led chùm thả trần

Quang thông Màu ánh sáng Nguồn điện

 Số bộ bóng thực tế sử dụng là : N= 1 bộ.

→ Công suất yêu cầu chiếu sáng bố trí thực tế trên mặt bằng :

 Chọn bộ bóng đèn Led chùm thả trần phòng bếp/ăn công suất 15W, Quang thông 200lm

 Số bộ bóng thực tế sử dụng là : N = 1 bộ.

→ Công suất yêu cầu chiếu sáng bố trí thực tế trên mặt bằng :

Hình 2 1: Bố trí đèn Led Phòng Khách + Khu Bếp

Các phòng còn lại ta thiết kế tương tự.

2.1.2 Phương pháp tính toán ổ cắm

Theo tiêu chuẩn TCVN 9206-2012 ta có một số suất phụ tải tính toán sau:

Bảng 2 4: Suất phụ tải ổ cắm

5 Hành lang, cầu thang, nhà vệ sinh 20

7 Tầng hầm, nhà để xe 20

(bộ) Theo TCXD 27:1991 ta có: P 1 oc 00 n (W) n – là số lượng ổ cắm điện trong 1 bộ

 Công suất 1 ổ cắm đơn : P 1 oc = 300 (W)

 Công suất bộ ổ cắm đôi : P1oc = 2.300 = 600 (W)

Công suất yêu cầu của phụ tải ổ cắm là:

Pđ : là công suất đặt của ổ cắm ; K sd =0 , 5 – 0 , 8(Theo TCVN 9206-2012 Bảng 9)

 Thường đặt ở góc phòng, khoảng cách giữa các ổ cắm từ 4 – 4,5m.

 Bố trí cách mặt hoàn thiện 0,4m; trong nhà vệ sinh hay bếp nấu 1,25 – 1,3m.

 Bảng kết quả tính toán số lượng ổ cắm được thể hiện chi tiết trong bảngExcel

2.1.3 Phương pháp tính toán các phụ tải khác

 Tính điều hoà nhiệt độ: Tham khảo cách tính chọn của Daikin

 P đ :Công suất tính toán điều hòa của phòng (BTU/H)

 P đh :Công suất điều hòa (BTU/1m 2 sàn)

 Với mục đích sinh hoạt như nhà ở,chung cư ta lấy Pđh= 200-250 (W)

 Với mục đích sinh hoạt thương mại, văn phòng số lượng người và thiết bị máy móc lớn ta lấy Pđh= 250-300 (W)

 Ta có 1BTU = 0,09W (theo 5.6.2.3 TCVN 9206-2012)

Theo thực tế thị trường hiện nay có những loại BNL và công suất tương ứng như sau :

 Bếp từ + Quạt hút mùi bếp

Ta có công suất bếp từ tương ứng 2kW với bếp đơn và 4kW với bếp đôi.

Ta chọn quạt hút mùi EUROSUN EH -70AF88 cho bếp có công suất 190W

Tính toán phụ tải điện

2.2.1 Tính toán phụ tải khối căn hộ nhà cao tầng

Dựa vào TCVN 9206-2012 – Tiêu chuẩn đặt thiết bị điện ta áp dụng công thức tính phụ tải cho căn hộ:

- P chi : là công sất tính toán căn hộ thứ i trong toà nhà (kW)

- k S : là hệ số đồng thời của phụ tải khối căn hộ, tra bảng 4 trong tiêu chuẩn 9206-2012.

STT Lộ Tên hạng mục Công suất tính toán

1 Căn hộ điển hình A - (TĐ-A)

S2 Ổ cắm điện Phòng khách + ngủ 1 1.50

S6 Điều hòa phòng khách + khu bếp 1.62

S7 Bình nước nóng WC2 + bếp 2.50

Tổng công suất yêu cầu căn hộ 17.657

Hệ số đồng thời (Kđt) 0.50

TĐ-A Công suất tính toán tủ căn hộ A 8.828

Bảng 2 5: Công suất tính toán phụ tải căn hộ điển hình loại A

2 Căn hộ điển hình B - (TĐ-B)

TĐ-B Công suất tính toán tủ căn hộ B 7.468

Bảng 2 6: Công suất tính toán phụ tải căn hộ điển hình loại B

3 Căn hộ điển hình C - (TĐ-C)

TĐ-C Công suất tính toán tủ căn hộ C 7.468

Bảng 2 7: Công suất tính toán phụ tải căn hộ điển hình loại C

4 Căn hộ điển hình D - (TĐ-D)

S2 Ổ cắm điện P Khách +P ngủ+WC 1.95

TĐ-D Công suất tính toán tủ căn hộ D 6.466

Bảng 2 8: Công suất tính toán phụ tải căn hộ điển hình loại D

5 Căn hộ điển hình E - (TĐ-E)

S7 Bình nước nóng WC2 + bếp 2.50

TĐ-E Công suất tính toán tủ căn hộ E 8.827 Bảng 2 9: Công suất tính toán phụ tải căn hộ điển hình loại E

Bảng 2 10: Công suất điện khối căn hộ

PHỤ LỤC 2: CÔNG SUẤT ĐIỆN KHỐI CĂN HỘ

Stt Tên hạng mục Loại căn hộ Số tầng

Công suất căn hộ [kW]

2.2.2 Tính toán phụ điện khối nhà liền kề

Bảng 2 11: Công suất tính toán phụ tải điện nhà liền kề 1

S3 Điều hòa khu kinh doanh 2.16

Tổng công suất yêu cầu nhà liền kề 1 27.081

TĐ-1 Công suất tính toán tủ điện nhà liền kề 1 13.540

S1 Ổ cắm điện P,khách + P,ngủ 1+ WC2 1.95

Tổng công suất yêu cầu tầng 2 13.200

TĐ-2 Công suất tính toán tủ điện 2 7.260

S1 Ổ cắm điện Phòng SH chung + P,ngủ 2 1.80

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ Master 1 + WC3,4 1.20

S4 Điều hòa phòng ngủ Master 1 1.08

S5 Điều hòa phòng sinh hoạt chung 0.81

S1 Ổ cắm điện Phòng SH chung + P,ngủ 3 1.80

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ Master 2 + WC 5,6 1.20

S6 Điều hòa phòng sinh hoạt chung 0.81

Tổng công suất yêu cầu tầng 4, tum 12.811

Bảng 2 12: Công suất tính toán phụ tải điện nhà liền kề 2-10

BẢNG TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ LIỀN KỀ 2-10 BẢNG TÍNH CHỌN APTOMAT VÀ TIẾT DIỆN DÂY DẪN CHO NHÀ LIỀN KỀ 2-10

STT Lộ Tên hạng mục

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG NHÀ LIỀN KỀ 2-10 1 Tầng 1 - (TĐ1)

900.00 0.012 S3 Điều hòa khu kinh doanh

S4 Điều hòa khu kinh doanh

Công suất yêu cầu P(kW) ( với hệ số sử dụng =1)

S2 Ổ cắm điện Phòng ăn + khu bếp 2.32

S1 Ổ cắm điện Phòng ngủ 1 + WC3 1.35

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ Master 1 + WC2 1.65

S1 Ổ cắm điện Phòng ngủ 2 + WC5 1.35

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ Master 2 + WC4 1.65

Bảng 2 13: Công suất tính toán phụ tải điện nhà liền kề 11

Tổng công suất yêu cầu nhà liền kề 11 26.378

TĐ-1 Công suất tính toán tủ điện nhà liền kề 11 13.189

S2 Ổ cắm điện P khách +P ngủ + WC 1.95

S1 Ổ cắm điện Phòng ngủ 1+ phòng Master 2.10

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ 2+ WC1,2 1.20

S5 Điều hòa phòng ngủ Master 1.08

S1 Ổ cắm điện Phòng ngủ 1+ phòng Master 2.10

S2 Ổ cắm điện Phòng ngủ 2+ WC1,2 1.20

S6 Điều hòa phòng ngủ Master 1.08

2.2.3 Tính toán phụ tải động lực a) Tính toán công suất thang máy

Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy được tính theo công thức ở TCVN 9206:2012

 PTM - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy;

 Pni - Công suất điện định mức (kW) của động cơ kéo thang máy thứ i;

Công suất tiêu thụ (Pgi) của các khí cụ điều khiển và đèn điện trong thang máy thứ i có thể được xác định bằng cách sử dụng công thức Pgi = 0,1Pni nếu không có số liệu cụ thể.

 Pvi - Hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lí lịch thang máy thứ i nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị của Pvi = 1;

 Kyc - Hệ số yêu cầu của nhóm phụ tải thang máy, với nhà ở xác định theo bảng

 Dựa theo bản vẽ kiến trúc xây dựng ta có:

 Kích thước hố thang máy chở khách là: 2,1m x 2,1m

 Kích thước hố thang máy chở hàng là: 2,5m x 2,1 m

 Ta sử dụng 3 thang máy Mitsubishi, mỗi thang máy với thông số:

Bảng 2 14: Thông số thang máy

Công suất định mức (kW)

→ Công suất tính toán PT thang máy là: b) tính toán công suất nhóm máy bơm

 Vị trí đặt: Tầng hầm

 Tính toán khối tầng căn hộ + nhà liền kề:

 Tiêu chuẩn: TCXDVN 33:2006 dùng nước 1 người/ngày cho căn hộ là q 200L/ngày

 Tổng số người sống căn hộ: 1336 người ( 323 căn hộ + 11 nhà liền kề, mỗi hộ và nhà liền kề tính toán TB cho 4 người).

 Tổng lưu lượng nước cấp cho khối căn hộ + nhà liền kề:

QSH = 1,1.QSH = 1,1.267,2 = 293,9m 3 (Với hệ số 1,1 là hệ số dự phòng thêm 10%)

 Tiêu chuẩn nước cho tưới cây, rửa sàn: qt =1,5 L/m2

 Khối dịch vụ (tầng 1) nhà cao tầng và nhà liền kề

 Tiêu chuẩn cấp nước cho khu dịch vụ: q = 5 L/người/ngày

 Diện tích khối lớp học + khu dịch vụ và sinh hoạt cộng đồng (tầng1) + tầng 1 khu liền kề: 1460m 2 , tính toán 1 m 2 phục vụ 1,5 khách

 Tổng lưu lượng nước cấp cho tầng hầm và khối dịch vụ là:

→ Vậy tổng nhu cầu dùng nước trong một ngày: 293,9+15,125= 309,025 m 3 /ngày đêm

 Lưu lượng máy bơm tính toán khi máy bơm hoạt động tự động được lấy bằng lượng nước sinh hoạt giờ lớn nhất

 Lưu lượng giờ lớn nhất tính theo công thức:

 Ta có: K h max = max max = 1,3 x 2 = 2,6; max = 1,2 – 1,5; max tra bảng 3.2 vì số người lớn hơn 1000 người => max = 2

Nhà có chiều cao 75,2m từ sàn tầng hầm đến mặt trần tầng mái, do đó máy bơm cần có cột áp H > 75,2m Chúng tôi sử dụng hai máy bơm, gồm một máy bơm hoạt động luân phiên và một máy bơm dự phòng.

→ Máy bơm nước trục đứng MODEL CM50-250A dùng nguồn 3 pha 380V, Pđm 22kW, cột áp H.5- 71.7(m), lưu lượng Q'-78 (m 3 /h)

 Công suất tính toán của nhóm phụ tải bơm nước theo 5.6.2.1 TCVN 9206:2012

 Kyc: hệ số sử dụng lớn nhất của nhóm phụ tải bơm nước (bảng số 5 TCVN 9206-2012)

 Pbi: Công suất định mức (kW) của động cơ máy bơm thứ i.

 Ta chọn 2 bơm chìm nước thải Ebara 80 DF 53.7 (1 làm việc và 1 bơm dự phòng) có thông số như sau:

Bảng 2 15: Thông số kỹ thuật máy bơm nước thải của hãng TSURUMI chế tạo.

Máy bơm Công suất (kW) Lưu lượng (m 3 /h)

→ Công suất tính toán bơm nước thải:

 Trạm xử lý nước thải

Tủ TXLNT được cấp nguồn 11 kW từ tủ phân phối điện hạ thế chính, nhằm xử lý hiệu quả hệ thống thoát nước thải của công trình.

 Vị trí đặt: tầng hầm

Theo tiêu chuẩn TCVN 2622-1995, công trình có sức chứa trên 1000 người yêu cầu lưu lượng nước cho đám cháy là 100 lít/giây, tương đương với 720 m³/h cho 2 đám cháy Để đáp ứng nhu cầu này, chúng ta chọn bơm nước chữa cháy Ebara với công suất 110 kW, cột áp 123m và lưu lượng từ 410 đến 1144 m³/h.

→ Công suất tính toán bơm chứa cháy:

 Ta có bảng tổng hợp sau:

Bảng 2 16: Công suất chọn bơm trong tòa nhà

Số lượng sử dụng Công suất tính toán (KW) Bơm nước sinh hoạt 1 liên tục ( 1 dự phòng ) 44

Bơm nước thải 2 3,7 c) Tính công suất quạt thông gió tăng áp

 Quạt thông gió cho tầng hầm

 Theo TCVN 5-2008: Chọn bội số tuần hoàn (Số lần trao đổi không khí trong 1 giờ) đối với tầng hầm bội số từ 6-7 lần, ta lấy bằng 7 lần

 Ta có tổng thể tích của tầng hầm là

→ Tổng lượng khí lưu chuyển :

→ Ta lựa chọn quạt thông gió ly tâm nối ống hút khói tầng hầm với thông số:

Bảng 2 17: Thông số quạt thông gió hút khói tầng hầm

Mã hiệu Lưu lượng Áp suất Điện áp Công suất

→ Công suất tính toán quạt thông gió tầng hầm là:

 Quạt tăng áp cầu thang bộ

Theo QCVN 06:2010/BXD, TCVN 5687:2010 và tiêu chuẩn Anh 5588 phần 4: 1987, cần duy trì áp lực dương trong khu vực buồng từ 20 Pa đến 50 Pa, đồng thời xác định lưu lượng không khí theo công thức quy định.

 Lưu lượng không khí cần thổi vào để đẩy khí độc (khói) ra khỏi buồng thang (hay Lưu lượng tính toán tăng áp) là:

 N là số lượng cửa thoát hiểm N = 19 cửa

 Qf là lưu lượng gió rò qua khe cửa: Q f =0,83.Ae.∆P 1/n (m 3 /h)

 Q0 là lưu lượng cần thiết qua cửa lúc cửa mở: Q 0 = V m S d (m 3 /h)

 Theo QCVN 06:2010/BXD về phòng cháy chữa cháy ta có:

 Vận tốc gió qua cửa khi cửa mở: Vm=1,3 m/s = 1,3.3600 = 4680 m/h

 Lưu lượng cần thiết qua cửa lúc cửa mở là: Q 0 = V m S d = 4680.2,2 = 10296 (m 3 /h)

 Lưu lượng gió rò qua khe của một cửa đóng là :

 Ae là diện tích khe cửa hở (tra bảng 3&4 theo Tiêu chuẩn BS5588 (m 2 )

 n là hệ số rò rỉ qua cửa đang đóng: n = 2

→ Lưu lượng gió thiết kế là:

→ Ta lựa chọn quạt tăng áp cầu thang với thông số :

Bảng 2 18: Thông số quạt tăng áp cầu thang

→ Công suất tính toán quạt tăng áp cầu thang là:

 Quạt tăng áp giếng thang máy

Theo tiêu chuẩn QCVN 06:2010/BXD, TCVN 5687:2010 và tiêu chuẩn Anh 5588 phần 4: 1987, cần duy trì áp lực dương trong khu vực buồng từ 20 Pa đến 50 Pa, đồng thời lưu lượng không khí phải được xác định theo công thức quy định.

 Lưu lượng không khí cần thổi vào để đẩy khí độc (khói) ra khỏi buồng thang (hay Lưu lượng tính toán tăng áp) là:

 N là số lượng cửa thoát hiểm N = 54 cửa

 Qf là lưu lượng gió rò qua khe cửa: Q f =0,83.Ae.∆P 1/n (m 3 /h)

 Q0 là lưu lượng cần thiết qua cửa lúc cửa mở: Q 0 = V m S d (m 3 /h)

 Theo QCVN 06:2010/BXD về phòng cháy chữa cháy ta có:

 Vận tốc gió qua cửa khi cửa mở:

 Lưu lượng cần thiết qua cửa lúc cửa mở là:

 Lưu lượng gió rò qua khe của một cửa đóng là:

 Ae là diện tích khe cửa hở (tra bảng 3&4 theo Tiêu chuẩn BS5588 (m 2 )

 ∆ P là chênh lệch áp suất giữa buồng thang và hành lang (Pa)

 n là hệ số rò rỉ qua cửa đang đóng: n = 2

→ Lưu lượng gió thiết kế là:

→ Ta lựa chọn quạt tăng áp giếng thang máy với thông số :

Bảng 2 19: Thông số quạt tăng áp giếng thang máy

 Công suất tính toán quạt tăng áp giếng thang máy là:

 Quạt hút khói hành lang bộ

 Theo phụ lục L.1, TCVN 5687 : 2010: Lưu lượng khói G cần phải hút thải ra khỏi hành lang hay sảnh ở một tầng khi có cháy được xác định theo công thức sau:

Chiều rộng B của cánh cửa lớn hơn, mở từ hành lang hoặc sảnh vào cầu thang hay ra ngoài nhà, được xác định là 0,8m Chiều rộng này được lấy theo kích thước của cửa ở tầng điển hình.

 H là chiều cao của cửa, lấy H = 2

Hệ số n, được xác định trong TCVN 5687:2010, phụ thuộc vào chiều rộng tổng cộng của các cánh cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang hoặc ra ngoài trời khi có cháy, với giá trị n = 0,8.

 Thay số vào ta được:

G = 3420.0,8.0,8.2 1,5 a54Kg/h = 10056,6 m 3 /h (tỷ trọng của khói ở nhiệt độ 300 độ C là 0,612 Kg/m 3 , Nếu nhiệt độ cao hơn phải tính toán theo mục 6.10 TCVN 5687:2010)

 Lưu lượng quạt hút khói cần tính (đủ hút cho 2 tầng đồng thời và hệ số dự phòng là 10%):

 Ta lựa chọn quạt hút khói hành lang bộ với thông số :

Bảng 2 20: Thông số quạt hút khói hành lang

→ Công suất tính toán quạt hút khói hành lang:

2.2.4 Tính toán tổng công suất của công trình

Bảng 2 21: Công suất phụ tải điện phần chung, công cộng, pccc trong khu nhà cao tầng (TĐ-SC)

Stt Phụ tải tiêu thụ điện

Phụ tải phần chung và công cộng

1 Tủ điện chiếu sáng và ổ cắm điện hành lang tầng 1~20 (TĐ-TS

2 Tủ điện tầng hầm TĐ-H

4 Tủ điện Thang máy (TĐ-TM)

5 Bơm nước sinh hoạt (TĐ-BSH)

6 Bơm Xử lý nước thải (TĐ-TXL)

Bảng 2 22: Công suất phụ tải điện của cả công trình

STT Tên phụ tải Công suất Hệ số Chế độ 1: Chế độ 2:

Bình thường Sự cố mất nguồn lưới

Máy biến áp Máy phát điện

1 Phụ tải khu căn hộ 2484 0.4 993.6

2 Phụ tải phần chung, công cộng và PCCC 318.59 0.6 191.154 191.154

4 Phụ tải khu nhà liền kề 148.36 0.6 89.02

Tổng công suất (kW) Pđ = 1273.8 191.154

Hệ số đồng thời K đt = 1 1

Tổng công suất tính toán (kW) Ptt = 1273.8 191.154

Tổng công suất phản kháng (kVAR) Qtt= 616.9 92.58

Công suất biểu kiến tính toán (kVA) Stt= 1415.3 212.4

Dự phòng phát triển 10% (kW) Sdp = 10% 141.530 21.239

Tổng công suất biểu kiến yêu cầu (kVA) S= 1556.8 233.6

Chọn công suất MBA và máy phát điện 1600 kVA 250 kVA

Công suất tính toán Ở 2 chế độ: [kW] cosφ =

2.2.5 Phương án cung cấp điện cho công trình a) Nguồn cung cấp điện:

 Nguồn cung cấp điện chính:

Nguồn cung cấp điện chính cho công trình được kết nối từ lưới điện trung thế 22 kV của khu vực Điện 22 kV được truyền từ điểm đấu điện vào tủ trung thế của trạm biến áp qua hệ thống ngầm.

Trong công trình, một trạm biến áp loại 1 cột, 22/0,4kV với công suất 1600kVA được lắp đặt bên ngoài nhà, nhằm cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải điện của công trình Trạm biến áp này sử dụng máy biến áp dầu để đảm bảo hiệu suất và độ bền cao.

 Nguồn cung cấp điện dự phòng:

Máy phát điện dự phòng 250kVA được lắp đặt để cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên của tòa nhà, đảm bảo hoạt động liên tục ngay cả khi nguồn điện lưới bị gián đoạn Thiết bị này có vỏ chống ồn và được đặt ngoài trời gần máy biến áp (MBA) để tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ môi trường xung quanh.

 Các phụ tải điện ưu tiên của công trình bao gồm: Phụ tại điện hệ thống phục vụ phòng cháy chữa cháy, phụ tải điện công cộng.

Trong trường hợp xảy ra sự cố mất điện lưới, toàn bộ phụ tải điện ưu tiên của công trình sẽ được cung cấp từ máy phát điện dự phòng thông qua bộ chuyển mạch tự động (ATS) Hệ thống lưới cung cấp và phân phối điện đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định cho các thiết bị quan trọng.

 Nguồn điện hạ thế là là nguồn xoay chiều có tần số 50Hz, có điện áp định mức 380V, 3 pha hoặc 220V, 1 pha.

Cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủ điện phân phối tầng được thực hiện qua Busway, được lắp đặt trong phòng kỹ thuật điện Đồng thời, tủ điện phân phối khu vực và tủ điện động lực sử dụng hệ thống cáp đi theo trục kỹ thuật điện để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong việc phân phối điện năng.

Các hộ tiêu thụ điện sẽ được lắp đặt đồng hồ đo đếm điện năng tiêu thụ theo các quy định bắt buộc của Công ty điện lực địa phương.

Tại mỗi tầng, tủ điện được bố trí trong phòng kỹ thuật để phân phối điện cho các tủ điện của từng phòng Hệ thống này đảm bảo cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải chiếu sáng, ổ cắm điện và các thiết bị khác.

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

Đưa ra các phương án

Dựa vào dãy dung lượng máy biến áp, chúng ta có thể xác định số lượng và dung lượng máy biến áp phù hợp cho trạm biến áp thông qua các phương án khác nhau.

 Phương án 1: dùng 1 máy 1600 KVA

 Cấp điện cho toàn bộ công trình.

 Phương án 2: dùng 2 máy, mỗi máy 800 KVA

 Máy 1 cấp điện cho tầng 2 đến tầng 20

Máy 2 cấp điện cung cấp nguồn năng lượng cho các tủ điện tại các tầng hầm, tầng 1, và tầng kỹ thuật mái Nó đảm bảo cấp điện cho bơm cứu hỏa, bơm sinh hoạt, bơm nước thải, quạt thông gió, thang máy, và tủ điện chiếu sáng sự cố chung.

Để lựa chọn phương án cấp điện hiệu quả nhất, cần so sánh chi phí hàng năm của các phương án khác nhau Phương án tối ưu sẽ là phương án có chi phí hàng năm thấp nhất.

 Phương pháp tính toán chi phí hằng năm của trạm biến áp:

 Tính tổn thất điện năng của trạm biến áp

 Đối với trạm 1 máy biến áp:

 Đối với trạm 2 máy biến áp:

 ΔP 0 : Tổn thất công suất không tải của máy biến áp

 ΔP n : Tổn thất công suất có tải của máy biến áp

 S đmb : Công suất định mức của máy biến áp

 S : Công suất tính toán phụ tải

 Với tải là điện sử dụng trong khu đô thị nên thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500 (h).

 Chi phí tính toán hằng năm của phương án cấp điện:

 a vh : hệ số vận hành (với trạm biến áp a vh = 0,1)

 a tc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn (a tc = 0,2)

 ΔA : Tổn thất điện năng 1 năm

 c : giá tiền tổn thất điện năng (đ/KWh) c = 1555 đ/kWh

 Tra bảng PL6 Giáo trình Cung cấp điện TS Ngô Hồng Quang

Bảng 3 1: Thông số máy biến áp.

Sđm (kVA) Uđm (kV ) ∆Po (kW ) ∆Pn (kW) UN (%) Io (%)

Bảng 3 2: Phương án 1 máy biến áp.

Tổn thất điện năng: Chi phí hằng năm: (đồng)

Bảng 3 3: Phương án 2 máy biến áp.

Tổn thất điện năng: Chi phí hằng năm: (đồng)

→ So sánh hai phương án

Bảng 3 4: So sánh 2 phương án

Tổn thất điện năng (kwh)

Chi phí hằng năm (VNĐ)

Phương án 2 (1 máy) 414,564,000 (1 máy) (1 máy)

 Ta đặt vấn đề kinh tế và tổn thất lên hàng đầu Vì thế ta lựa chọn phương án 1, sử dụng 1 MBA 1600 KVA để cấp điện cho công trình.

Lựa chọn loại MBA và kết cấu trạm biến áp

3.2.1 Lựa chọn loại máy biến áp

 Ta sử dụng máy biến áp dầu cho công trình vì:

 Máy biến áp được đặt ở bên ngoài của tòa nhà nên không lo về cháy nổ.

Máy biến áp ngâm dầu là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện, đóng vai trò quyết định đến tính kinh tế do giá thành thấp hơn so với máy biến áp khô.

 Máy được làm mát bằng dầu nên làm tăng độ bền và tính năng cách điện của lõi dây.

 Máy có hiệu suất làm việc cao và ổn định do được làm mát bằng dầu.

3.2.2 Lựa chọn kết cấu trạm biến áp

Trạm biến áp có nhiều loại kết cấu, bao gồm trạm treo, trạm cột (hay trạm bệt), trạm kín (lắp đặt trong nhà) và trạm trọn bộ Việc lựa chọn kết cấu trạm cột phụ thuộc vào các yếu tố như địa hình, môi trường, mỹ quan và ngân sách đầu tư.

Lựa chọn máy phát điện dự phòng

 Với công suất tính toán biểu kiến nhóm phụ tải ưu tiên (phụ tải phần chung và công cộng, phụ tải phòng cháy chữa cháy): Sttut = 212,4 KVA

 Chọn máy phát điện với hệ số an toàn khoảng 1.1, nghĩa là chọn công suất máy phát điện bằng cách nhân công suất tải với hệ số an toàn.

 Công suất máy phát điện cần trang bị là:

 Chọn máy phát điện Cummins 250 (KVA) C275D5

Bảng 3 5: Thông số máy phát dự phòng 250KVA

Xuất xứ Trung Quốc Điện áp định mức (V) 230-400

Công suất liên tục (KVA) 250 KVA

Công suất dự phòng(KVA) 275 KVA

Tổn hao nhiên liệu tải 53 lít/h Độ ồn 70 dB (A)

Chế độ vận hành Vận hành tự động (auto) hoặc điều khiển bằng tay (manual)

Tính toán lựa chọn bù công suất phản kháng

Với nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng cao, việc tối ưu hóa khả năng hoạt động của các nhà máy điện trở nên vô cùng cần thiết Việc sử dụng hợp lý và khai thác hiệu quả thiết bị điện không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn mang lại lợi ích kinh tế lớn Hệ số cosφ có thể được biểu thị thông qua công suất bù Qb, góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng điện.

Biểu đồ cho thấy hiệu quả bù đạt tối đa tại cos φb = 0,92 Khi hệ số công suất yêu cầu vượt quá 0,92, hiệu quả kinh tế bắt đầu giảm và sẽ trở về 0 khi cos φb đạt 0,98.

Nếu hệ số cos b cần bù cao hơn

0,98 thì việc tiến hành bù sẽ có hiệu quả âm, tức là việc bù sẽ bị lỗ vốn.

Do thi hieu qua bu cspk phu thuoc vao he so cosfi

Hình 3 2: Sự phụ thuộc của hiệu quả kinh tế vào hệ số công suất bù K = f(cos b )

 Tính toán lựa chọn tụ bù :

 Xác định tổng công suất phản kháng cần bù :

 Tính công suất bù cho máy biến áp

 Để chọn tụ bù thì ta cần biết công suất (P) và hệ số công suất (Cosφ) :

 Hệ số cos φ = 0,9, Ptt = 1273,8 kW

 Hệ số công suất trước khi bù là: Cos φ1 → φ1 → tan φ1 ( trước khi bù cos φ1 nhỏ còn tan φ1 lớn )

 Hệ số công suất sau khi bù là Cos φ2 → φ2 → tan φ2 ( sau khi bù cos φ2 lớn còn tgφ2 nhỏ)

Công suất phản kháng cần bù là Qb = P.(tan φ1 – tan φ2).

 Ta có công suất tải là P = 1273,8 (kW).

 Hệ số công suất trước khi bù là cos φ1 = 0,9 → tan φ1 = 0,48

 Hệ số công suất sau khi bù là cos φ2 = 0,92 → tan φ2 = 0,42

 Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P.( tan φ1 – tan φ2)

Để chọn tụ bù phù hợp với công suất cần bù 76,428 KVAR, ta tham khảo bảng catalog của nhà cung cấp Trong trường hợp này, lựa chọn 2 bộ tụ bù Samwha 3 pha SMB-45050KT, có thông số 415V-50Hz và công suất 50kVAR mỗi bộ.

Hình 3 3: Hình ảnh tụ bù Samwha 3 pha 415V-50Hz-50kVAR

Bảng 3 6: Bảng thông số tụ bù

Kich thước Dài x Rộng x Cao (mm)

 Công suất phản kháng sau khi đã bù là:

 Hệ số cos φ2 sau khi đã được bù là:

→ Kết luận: Sau khi đặt tụ bù cho lưới điện hạ áp của công trình thì hệ số công suất cosφ của công trình đã đạt tiêu chuẩn.

Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp trung áp máy biến áp

Lựa chọn tiết diện dây theo mật độ kinh tế J kt là phương pháp hiệu quả cho lưới điện trung áp từ 22kV trở lên, nơi không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp, giúp giảm thiểu chi phí hàng năm Đặc biệt, trong lưới trung áp đô thị và tại các xí nghiệp, với khoảng cách tải điện ngắn và thời gian sử dụng công suất lớn, việc áp dụng phương pháp này mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt.

 Chọn tiết diện cáp theo điều kiện mật độ dòng kinh tế:

 Tiết diện kinh tế từng đoạn cáp:

 Jkt = 3,1 Với phụ tải điện sinh hoạt của đô thị thì Tmax = 3000 ÷ 5000 ( h )

 Tra Jkt trong bảng sau

Bảng 3 7: Trị số J kt theo T max và loại dây dẫn

 Ta tra bảng thông số tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất bé hơn.

 Tra bảng 4.57 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện Ngô Hồng Quang (theo quy định của điện lực tiết diện bé nhất là 35mm2)

Chúng ta lựa chọn tiết diện cáp trung áp theo tiết diện tiêu chuẩn gần nhất, cụ thể là cáp đồng 3 lõi với điện áp 24kV, cách điện XLPE, đai thép và vỏ PVC Sản phẩm này có tiết diện 3(1x35)mm² và được sản xuất bởi hãng FURUKAWA (Nhật Bản), mã sản phẩm Cu/XLPE/PVC 24kV – 3(1x35)mm².

Bảng 3 8 : Thông số kỹ thuật cáp trung áp 35mm2 do FURUKAWA (NB) chế tạo

 K i ể m tra các điều kiện kỹ thuật:

 Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật :

Tổn thất điện áp ∆ U bt và ∆ U sc là hai yếu tố quan trọng cần xem xét trong hệ thống điện ∆ U bt đại diện cho tổn thất điện áp khi đường dây hoạt động bình thường, trong khi ∆ U sc phản ánh tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố nghiêm trọng, như việc đứt một đường dây trong lộ kép hoặc đứt đoạn dây trong mạch kín Việc hiểu rõ hai loại tổn thất này giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện.

 ∆ U btcp ;∆ U sccp : trị số ∆ U cho phép lúc bình thường và lúc có sự cố o Với U ≥ 110(kv): ∆ U btcp % U đm ; ∆ U sccp = 20 % U đm o Với U ≤ 35 (kv) : ∆ U btcp =5 % U đm ; ∆ U sccp % U đm

 I SC ; I cp : dòng điện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu dài cho phép

 Giả sử ta lấy đường cáp ngầm có chiều dài 5km (đường cáp ngầm tính từ tủ trung thế của TP đến trạm biến áp tính toán)

 Tổng trở của đường cáp ngầm Cu/XLPE/PVC 24kV – 3(1x70)mm² là:

 Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây là

Tiết diện Đường kính ngoài cùng

Dòng điện cho phép Icp r o ở

20 ℃ x o mm2 mm kg/km A Ω/ km Ω/ km

 Do điện áp U = 22kV < 35kV nên ta sẽ áp dụng ΔU 0 , 3 < ∆ U cp =5 %.22(kV )00 (V ) (thỏa mãn)

→ Tiết diện cáp trung áp ta dùng sẽ là CU/XLPE/PVC 24kV- 3(1x35) mm 2

Tính toán, kiểm tra ngắn mạch trung áp

Ngắn mạch là hiện tượng xảy ra khi các pha điện chập nhau hoặc chạm đất, dẫn đến việc mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở rất nhỏ, gần như bằng không Khi xảy ra ngắn mạch, tổng trở của hệ thống giảm xuống, và mức độ giảm này phụ thuộc vào khoảng cách từ điểm ngắn mạch đến nguồn cung cấp điện.

Ngắn mạch là một sự cố nghiêm trọng trong hệ thống cung cấp điện, đòi hỏi các thành phần của hệ thống phải được tính toán và lựa chọn cẩn thận Những phần tử này không chỉ cần hoạt động hiệu quả trong điều kiện bình thường mà còn phải có khả năng chịu đựng các trạng thái sự cố trong giới hạn cho phép.

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để kiểm tra sự ổn định động và nhiệt của thiết bị cũng như dây dẫn khi xảy ra ngắn mạch trong hệ thống Dòng điện ngắn mạch được tính toán nhằm lựa chọn các khí cụ điện phù hợp, với dòng ngắn mạch 3 pha là tiêu chí chính.

 Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện ta cần tính toán điểm ngắn mạch

Điểm ngắn mạch phía cao áp của trạm biến áp nhà máy được sử dụng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức nhất định, đảm bảo hiệu quả trong việc đánh giá và bảo trì thiết bị.

Công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn tại trạm BATG được thiết lập để cung cấp điện cho điểm ngắn mạch giả thiết, với giá trị Scđm đạt 250 MVA.

 Utb – điện áp trung bình đường dây (kV)

 Do ngắn mạch ở xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I∞ nên có thể viết:

 Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo công thức sau : ixk = 1,8.√ 2 I N (kA)

 Sơ đồ tính toán ngắn mạch :

Hình 3 4: Sơ đồ tính toán

Hình 3 5: Sơ đồ thay thế

Ngắn mạch tại lưới trung áp được xem là ngắn mạch xa nguồn, khi đó dòng ngắn mạch không chu kỳ đã ngừng lại, chỉ còn lại dòng ngắn mạch chu kỳ Dòng ngắn mạch chu kỳ còn được gọi là dòng ngắn mạch siêu quá độ hoặc dòng ngắn mạch vô cùng.

Do không nắm rõ cấu trúc lưới điện quốc gia, việc tính toán tổng trở của hệ thống cung cấp điện trở nên khó khăn Để xác định ngắn mạch trung áp, có thể coi nguồn công suất cung cấp cho điểm ngắn mạch là công suất cắt định mức của máy cắt đầu đường dây tại trạm biến áp trung gian.

 Điện áp trung bình của lưới điện:

Công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn tại trạm BATG được thiết lập để cấp điện cho điểm ngắn mạch giả thiết, với giá trị Scđm là 250 MVA, sử dụng máy cắt của Liên Xô.

 Với mã hiệu dây dẫn AC-70 dài 5km có ro = 0,268 ( Ω/km) và xo = 0,117 (Ω/km) nên ta có tổng trở tính toán:

 Dòng ngắn mạch tại điểm N:

 Dòng điện xung kích: ixk = 1,8.√ 2 I N = 1,8 √ 2 3,47 = 8,8 (kA)

 Điều kiện ổn định nhiệt của tiết diện cáp:

 Với cáp ở công trình được sử dụng là cáp đồng nên α =6 ;t qd = t c = t = 1

→ Vậy cáp CU/XLPE/ PVC 24kV- 3(1x35) mm 2 được chọn phù hợp với độ ổn định nhiệt.

Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải

3.7.1 Lựa chọn máy cắt điện

Máy cắt có chức năng đóng cắt mạch điện và ngắt dòng ngắn mạch, bảo vệ thiết bị điện khỏi hư hỏng Tại cấp điện áp trung (6, 10, 22, 35 kV), máy cắt hợp bộ được chế tạo với thiết kế gọn nhẹ và an toàn, bao gồm máy cắt và hai dao cách ly trong tủ Loại máy cắt này tiết kiệm diện tích, rất thuận tiện cho các trạm biến áp và trạm phân phối trong nhà.

Bảng 3 9: Điều kiện lựa chọn máy cắt Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

Máy cắt Điện áp định mức (kV)

Dòng cắt định mức (kA)

Công suất cắt định mức (MVA)

Dòng ổn định động (kA)

Dòng ổn định nhiệt (kA )

 UđmLĐ : Điện áp định mức của lưới điện (kV)

 Icb: dòng cưỡng bức ,dòng làm việc lớn nhất đi qua máy cắt

Dòng ngắn mạch vô công và siêu quá độ trong tính toán ngắn mạch lưới cung cấp điện được coi là xa nguồn, và các trị số này đều bằng nhau, tương đương với dòng ngắn mạch chu kỳ.

 Ixk – Dòng điện ngắn mạch xung kích, là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch

 t ôdn - Thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo

Thời gian quy đổi (t qd) được xác định thông qua tính toán và đồ thị, và trong lưới trung áp, t qd thường được lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch Điều này có nghĩa là t qd tương đương với thời gian ngắn mạch Khi đó, dòng điện lâu dài lớn nhất qua máy cắt hợp bộ sẽ là dòng quá tải của công trình.

 Với IN, Ixk đã được tính toán ở phần tính toán ngắn mạch trung áp IN = 3,47 (kA);

Bảng 3 10: Thông số kỹ thuật máy.

Loại máy cắt U đm [kV] I đm [A] I Nmax [kA] I N 1 s [kA]

Bảng 3 11: Điều kiện kiểm tra máy cắt điện Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

Máy cắt Điện áp định mức (kV)

Dòng điện định mức ( A) Dòng cắt định mức (kA) Công suất cắt định mức ( MVA) Dòng ổn định động (kA )

→ Vậy ta chọn máy cắt phụ tải thông số trên thỏa mãn điều kiện.

3.7.2 Lựa chọn cầu dao phụ tải

Bảng 3 12: Bảng thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải Loại dao cắt phụ tải U đm [kv] I đm [A] I Nmax [kA] I N 3 s [kA]

Bảng 3 13: Lựa chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

Dao cách ly Điện áp định mức (kV)

Dòng điện định mức (A) Dòng ổn định động (kA) Dòng ổn định nhiệt (kA)

 Vậy chọn dao cách ly với thông số trên thỏa mãn điều kiện.

 Chọn Tủ RMU 03 ngăn 20kA/3s 03 ngăn gồm 02 ngăn CDPT 630A + 01 ngăn tủ máy cắt 200A.

Chọn máy biến dòng

Ta có dòng điện định mức (dòng lớn nhất) qua máy biến dòng :

Ta chọn máy biến dòng EMIC 3200/5A do công ty thiết bị đo điện chế tạo có

U 600 (V) với các thông số sau.

Bảng 3 14: Thông số kỹ thuật máy biến dòng EMIC 3200/5A.

Số vòng dây sơ cấp

Trọng lượng (kg) Đường kính Dài Rộng Cao

Hình 3 6: Hình ảnh máy biến dòng EMIC 3200/5A.

CHƯƠNG 4 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ BẢO VỆ,

Lựa chọn Aptomat

Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, bảo vệ quá tải và ngắn mạch, với ưu điểm vượt trội so với cầu chì nhờ tính chắc chắn, tin cậy và an toàn Thiết bị này có khả năng đóng cắt đồng thời 3 pha và tự động hóa cao, mặc dù giá thành cao hơn nhưng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp, công nghiệp, dịch vụ và điện sinh hoạt.

Hình 4 1: Thiết bị đóng cắt MCB của Schneider

 Đối với các phụ tải phần hạ áp, Aptomat được lựa chọn theo những điều kiện sau:

Bảng 4 1: Điều kiện lựa chọn aptomat

Các điều kiện lựa chọn Điều kiện Điện áp định mức (V)

Dòng cắt định mức (kA)

Lựa chọn dây dẫn hạ áp

Dây điện và cáp được sử dụng cho hệ thống chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị công suất nhỏ, cũng như cung cấp nguồn cho các tủ phân phối Đối với phụ tải hạ áp (hộ loại 2), việc lựa chọn dây dẫn cần dựa trên dòng phát nóng cho phép (Icp).

Hình 4 2: Dây dẫn của Cadisun

 Công thức xác định tiết diện theo dòng điện lâu dài cho phép (Icp):

 k1: Là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây Thường lấy k1=1

Hệ số k2 là yếu tố điều chỉnh nhiệt độ, tính đến số lượng cáp được đặt trong cùng một rãnh Thông tin chi tiết về hệ số k2 được cung cấp trong bảng PL.28 của Giáo Trình Cung Cấp Điện do T.s Ngô Hồng Quang biên soạn.

Khoảng cách giữa các sợi (mm) Số sợi cáp

Bảng 4 2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp để chung 1 rãnh k 2

 Icp: Là dòng điện lâu dài cho phép của tiết diện dây dẫn, cáp lựa chọn Theo bảng I.3.3 Quy phạm trang bị điện.

Bảng 4 3: Dòng điện lâu dài cho phép của dây dẫn hạ áp ruột đồng bọc cao su hoặc PVC

Sau khi chọn được dây dẫn và cáp ta tiến hành kiểm tra điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ là Aptomat như sau:

 Điều kiện kết hợp dây dẫn và bảo vệ:

 là dòng khởi động nhiệt của aptomat;

 1,5 là hệ số cắt quá tải của aptomat

 Đối với những tải có dòng lớn nên dùng cáp lớn hơn 1 cáp (gộp cáp).

→ Kết quả tính toán lựa chọn aptomat bảo vệ, dây dẫn và cáp được thể hiện chi tiết trong bảng tính Excel của công trình.

Tính toán lựa chọn cáp điện và thiết bị bảo vệ

 Ta có dòng điện tính toán là:

 Ptt: là công suất tính toán kW

TĐ2 Thiết bị bảo vệ Điện áp : 3P 380/220V

Tủ điện Tải [kW] MCCB , MCB

1 TĐ2.1 8.828 1P 63 Cu/PVC/PVC(2x16)mm2+E(1x16)mm2

Tổng công suất tính toán tầng căn hộ 130.744

Hệ số sử dụng 0.53 TCVN 9206-2012

Công suất tính toán khối căn hộ Ptt (kW) 69.2943

Dòng điện tính toán Itt (A) 123.861 Dự phòng 136.2

Lựa chọn Aptomat tổng 3P 160 MCCB 3P 160A k1 k2 Icp k1.k2.Icp (1.25*IdmA)/1.5

Lựa chọn tiết diện cáp tổng 1 0.6 265 159 133.3 Cu/XLPE/PVC(4x70)mm2+E(1x35)mm2

Bảng 4 4: Bảng tính chọn MCCB và cáp điện tầng căn hộ điển hình(Tủ điện:

Bảng 4 5: Bảng tính chọn MCCB và cáp điện tầng căn hộ điển hình(Tủ điện:

TĐ20 Thiết bị bảo vệ Điện áp : 3P 380/220V

Tủ điện Tải [kW] MCCB , MCB

Tổng công suất tính toán tầng căn hộ 131.968

Hệ số sử dụng 0.53 TCVN 9206-2012

Công suất tính toán khối căn hộ Ptt (kW) 69.943

Dòng điện tính toán Itt (A) 125.021 Dự phòng 137.5

Lựa chọn Aptomat tổng 3P 160 MCCB 3P 160A k1 k2 Icp k1.k2.Icp (1.25*IdmA)/1.5

Lựa chọn tiết diện cáp tổng 1 0.6 265 159 133.3 Cu/XLPE/PVC(4x70)mm2+E(1x35)mm2

Bảng 4 6: Bảng tính chọn MCCB và thanh cái cho phụ tải công cộng, PCCC

PHỤ LỤC 8.2: PHỤ TẢI CÔNG CỘNG STT Tủ điện

Tiết diện cáp (mm2) số cực

1 TĐ-BSH 44 83.56 3P 125 Cu/XLPE/PVC (4x50)mm2+E(1x25)mm2

2 TĐ-TXL 11 20.89 3P 32 Cu/XLPE/PVC (4x6)mm2+E(1x6)mm2

3 TĐ-H 12.42 22.20 3P 40 Cu/XLPE/PVC (4x10)mm2+E(1x10)mm2

4 TĐ-1 47.8 85.44 3P 125 Cu/XLPE/PVC (4x50)mm2+E(1x25)mm2

5 TĐ-TS 8.64 15.44 3P 32 Cu/XLPE/PVC (4x6)mm2+E(1x6)mm2

6 TĐ-TM 40.7 77.30 3P 100 Cu/XLPE/PVC (4x35)mm2+E(1x16)mm2

7 TĐ-BCC 110 196.62 3P 250 Cu/FR (4x120)mm2+E(1x70)mm2

8 TĐ-QH 11 19.66 3P 32 Cu/FR (4x6) + E(1x6)mm2

9 TĐ-PCCC 7.826 13.99 3P 32 Cu/XLPE/PVC (4x6) + E(1x6)mm2

10 TĐ-QTA 25.2 45.04 3P 75 Cu/FR (4x25) + E(1x16)mm2

Công suất tính toán (kW)

Dòng điện tính toán (A) Trip

 Chọn thiết bị bảo vệ MCCB 3P 450A và thanh cái 450A

Tính toán lựa chọn cáp điện và thiết bị bảo vệ cho phụ tải động lực

 Phần tính toán lựa chọn này được thể hiện chi tiết trong bảng tính exel

Tính toán lựa chọn aptomat và dây dẫn từ MBA cấp cho tủ hạ áp

 Tủ điện hạ áp khu cao tầng: TĐ-LV1.

 Ta có công suất tính toán

 Đối với những tải có dòng lớn nên dùng cáp lớn hơn 1 cáp (gộp cáp).

→ Lựa chọn 4 cáp CU/XLPE/PVC (4x240)+E(1x120)mm2 có dòng cho phép của cáp là Icp = 500 (A)

 Kiểm tra lại với các điều kiện:

 K2 = 0,9 Tra ở bảng PL.28 – Giáo Trình Cung Cấp Điện của T.s Ngô Hồng

→ Chọn cáp hạ áp là: 4 cáp CU/XLPE/PVC (4x240)+E(1x120)mm2 là thỏa mãn

 Tủ điện hạ áp khu liền kề: TĐ-LK.

 Ta có công suất tính toán

→ Lựa chọn cáp CU/XLPE/PVC (4x95)+E(1x50)mm2 có dòng cho phép của cáp là

 K2 = 0,6 Tra ở bảng PL.28 – Giáo Trình Cung Cấp Điện của T.s Ngô Hồng Quang

→ Chọn cáp hạ áp là cáp CU/XLPE/PVC (4x95)mm2+E(1x50)mm2 là thỏa mãn

Tính toán ngắn mạch phía hạ áp

Ngắn mạch hạ áp xảy ra khi có sự cố ngắn mạch xa nguồn Để tính toán ngắn mạch hạ áp, ta coi trạm biến áp (TBAPP) là nguồn cung cấp điện Trong trường hợp này, tổng trở của hệ thống sẽ tương ứng với tổng trở của trạm biến áp.

 PN; UN : tổn hao ngắn mạch (kW) và điện áp ngắn mạch (%)

 UđmB; SđmB: điện áp định mức (kV) và công suất định mức (kVA) của máy biến áp

 n: số máy biến áp đặt trong trạm.

 Từ máy biến áp có S = 1600 (kVA) - 22/0,4 (kV) có: PN = 15,7(kW); UN = 6,5% ta tính được:

 Dòng điện ngắn mạch tại điểm N từ máy biến áp là

Tính toán lựa chọn máy cắt và thanh cái hạ áp

4.7.1 Lựa chọn máy cắt hạ áp

 Tủ hạ áp – trạm BA (tủ điện tổng được cấp từ máy biến áp) cung cấp điện cho toà nhà cao tầng và dãy nhà liền kề có:

Máy cắt không khí AE3200-SW-4P của Mitsubishi có dòng làm việc định mức 3200A, được thiết kế để cung cấp cho tủ hạ áp CT và LK, với các thông số kỹ thuật ưu việt.

Bảng 4 7: Thông số kỹ máy cắt hạ áp

Mã sản phẩm U đm (V) I đm (A) I N (KA)

AE3200-SW-4P 415 3200 100kA Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (V)

UdmMC = 415 (V) > UdmLD = 400 (V) Dòng điện định mức (A) Iđm = 3200 (A) > Icb = 2771,3(A)

Dòng cắt định mức (kA) Icđm = 100 (kA) > IN = 35,15 (kA)

Bảng 4 8: Kiểm tra máy cắt

4.7.2 Lựa chọn thanh cái hạ áp

Bảng 4 9: Điều kiện lựa chọn thanh cái hạ áp Các đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện

Dòng phát nóng lâu dài cho phép (A)

Khả năng ổn định động (KG/m 2 )

Khả năng ổn định nhiệt (mm 2 )

 Chọn thanh cái trong ngăn phân phối của tủ hạ áp :

 Dòng điện lớn nhất qua thanh góp là dòng điện định mức máy biến áp:

 Chọn thanh cái tiết diện: dày x rộng x dài (150x10x4000) mmcó dòng cho phép

Icp = 3000 A, mỗi pha 4 thanh đồng đặt cách nhau 8cm, mỗi thanh đặt trên 2 sứ khung tủ cách nhau 70cm (theo tiêu chuẩn IEC 60439)

 Tính toán dòng ngắn mạch để kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt.

 Theo tính toán phía trên thì dòng ngắn mạch ở phía hạ áp là từ máy biến áp là

 Tính trị số dòng ngắn mạch xung kích:

 Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch:

→ Mômen chống uốn của thanh đồng (150x10)mm đặt ngang: (tra bảng 5.7 trang135 giáo trình cung cấp điện) b0mmcm; hmmm

 Khả năng ổn định tính toán:

Với = 6, t qd = t c = 0,5 (s) ta có kết quả kiểm tra thanh góp:

Bảng 4 10: Lựa chọn và kiểm tra thanh cái hạ áp Các đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện

Dòng phát nóng lâu dài cho phép

Khả năng ổn định động (KG/m 2 )

Khả năng ổn định nhiệt (mm 2 )

→ Các điều kiện chọn thanh cái là thỏa mãn: vậy chọn thanh cái 3000A với kích thước: 150x10 mm

Tính toán lựa chọn Busway

Busway là hệ thống thanh dẫn điện được thiết kế với vỏ bọc cứng, bên trong chứa các thanh dẫn điện làm từ đồng hoặc nhôm Hệ thống này được bao bọc bởi vật liệu cách điện đặc biệt, giúp nâng cao độ an toàn điện so với dây dẫn truyền thống.

 Dòng điện định mức của Busway phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện định mức của thiết bị bảo vệ đặt trước nó:

 Hệ thống busway gồm: Hệ thống busway cấp từ tủ điện hạ thế đến các tầng căn hộ.

 Tính toán busway cấp cho tầng 2 đến tầng 20:

 Ta có công suất tính toán các tầng căn hộ tương ứng: Ptt = 994,14 kW

 Ta chọn MCCB có thông số như sau: ACB 4P 2000A 70kA

Chúng tôi chọn thanh Busway AL 2000A với vỏ làm từ thép và nhôm, được thiết kế kín để bảo vệ chống lại các tác hại cơ học và bụi bẩn Thanh dẫn được làm từ đồng tinh khiết, đảm bảo hiệu suất và độ bền tối ưu.

Busway được dùng để truyền tải điện thay cho cáp điện thông thường Đặc điểm nổi bật:

 Linh hoạt (có thể tái sử dụng, dễ dàng cải tạo phát triển thêm tải hoặc tháo hạ thu hồi ……)

 Đáp ứng tiêu chuẩn IEC61439-6

Nâng cao chất lượng lắp đặt bằng cách đơn giản hóa quy trình thi công, không yêu cầu tay nghề cao, đồng thời giảm thiểu thời gian bảo trì và bảo dưỡng.

 Nâng cao độ tin cậy, an toàn và đơn giản trong công tác thiết kế thi công …

 Khả năng chịu dòng ngắn mạch cao

 Tản nhiệt & độ bền tốt (vỏ bảo vệ làm bằng kim loại)

 Cấu hình của Busduct đa dạng dể lựa chọn

 Tích hợp với kích thước nhỏ gọn

 Tính chọn cáp từ thanh cái tủ MSV (LV2) đến Busway

 Đối với những tải có dòng lớn nên dùng cáp lớn hơn 1 cáp (gộp cáp).

 Lựa chọn 4 cáp CU/XLPE/PVC (1x185)+E(1x95)mm2 có dòng cho phép của cáp là Icp = 525 (A)

 Kiểm tra lại với các điều kiện:

 K2 = 1 Tra ở bảng PL.28 – Giáo Trình Cung Cấp Điện của T.s Ngô Hồng Quang

 Chọn cáp là: 4 cáp CU/XLPE/PVC (1x185)+E(1x95)mm2 là thỏa mãn.

 Đấu nối giữa các cáp với Busway ta dùng những thanh nối bằng đồng.

Lựa chọn thiết bị chuyển đổi nguồn ATS và cáp điện cấp từ máy phát điện đến

 Công suất tính toán phụ tải ưu tiên: (phụ tải công cộng, phòng cháy chữa cháy)

→ Chọn ATS có thông số như sau :

→ Lựa chọn cáp CU/XLPE/PVC (4x185)mm2+E(1x95)mm2 có dòng cho phép của cáp là Icp = 450 (A)

 K2 = 1 Tra ở bảng PL.28 – Giáo Trình Cung Cấp Điện của T.s Ngô Hồng Quang

→ Chọn cáp hạ áp là cáp CU/XLPE/PVC (4x185)+E(1x95)mm2 là thỏa mãn.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN

Đặt vấn đề

Dông sét, hay còn gọi là sự phóng điện dông, là một trong những nguồn điện từ mạnh nhất trong tự nhiên Hiện tượng này xảy ra khi các điện tích khối lớn hình thành, chủ yếu từ các đám mây mưa dông Những đám mây này mang điện tích dương ở phần trên và điện tích âm ở phần dưới, tạo ra một điện trường mạnh mẽ xung quanh chúng.

 Các biện pháp chống sét thường sử dụng hiện nay :

Phương pháp chống sét cổ điển, hay còn gọi là hệ Franklin, sử dụng kim thu sét bằng kim loại được lắp đặt trên đỉnh nóc nhà để dẫn điện xuống đất Kim thu sét có nhiệm vụ làm chệch hướng tia sét, giúp bảo vệ công trình khỏi các tác động của sét và phân tán năng lượng điện một cách an toàn Phương pháp này rất hiệu quả trong việc hạn chế sét đánh trực tiếp, nhưng chỉ phù hợp với những công trình có chiều cao từ 15-20m.

 Phương pháp chống sét hiện đại :

Hệ phát xạ sớm, hay còn gọi là tia tiên đạo, là công nghệ sử dụng các thiết bị phát xạ sớm như nguồn phóng xạ và kích thích để chủ động tạo ra dẫn sét trước khi có hiện tượng sét đánh xuống Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho các công trình có chiều cao trên 20m, giúp bảo vệ hiệu quả khỏi các tác động của sét.

Hệ ngăn chặn sét, hay còn gọi là hệ tiêu tán năng lượng sét, có chức năng phân tán điện tích của đám mây dông trước khi xảy ra hiện tượng phóng điện Tuy nhiên, công nghệ này hiện nay ít được áp dụng tại Việt Nam do chi phí cao, chỉ được sử dụng cho một số công trình thiết yếu.

→ Ta lựa chọn hệ thống chống sét phát xạ sớm (tia tiên đạo) sẽ tối ưu hơn, an toàn hiệu quả và tạo thẩm mỹ cho công trình.

Tính toán chống sét cho tòa nhà

Theo tiêu chuẩn NFC 17 102 của Pháp, bán kính bảo vệ của kim thu sét phát tia tiên đạo (E.S.E) được xác định dựa trên độ cao (h) của kim so với bề mặt cần bảo vệ.

 Tính với trường hợp h >5 (m) ta có:

 Rp: Bán kính bảo vệ

 h: Độ cao của đỉnh đầu kim E.S.E với mặt phẳng ngang cần được bảo vệ

 D: Biểu thị cấp bảo vệ (I, II, III) Theo tiêu chuẩn NFC 17-102:2011 Pháp ta có:

D = 20m với mức độ bảo vệ cấp I

D = 30m với mức độ bảo vệ cấp II

D = 45m với mức độ bảo vệ cấp III

 Xác định nguy cơ có vùng sét đánh:

 ∆ L : Độ dài tiên đạo do đầu kim E.S.E phát ra được tính bằng (m)

 ∆ T : Thời gian phát tia tiên đạo sớm của kim thu sét E.S.E Pulsar và được tính bằng micro giây (s).

 V 6 (m/s): Vận tốc lan truyền của tiên đạo trong khí quyển và được tính bằng mét trên micro giây (m/s)

 Kích thước tòa nhà ( 69,4 x 17,4 x 72 )m, cấp độ bảo vệ III có D = 45m, vì là công trình chung cư cao hơn 20m nên ta chọn cấp độ bảo vệ III

 Độ cao của đỉnh đầu kim E.S.E với mặt phẳng ngang cần được bảo vệ: h = 5m.

 Thời gian phát tia tiên đạo sớm của kim thu sét là:

 Thay vào công thức ta có:

Để đảm bảo an toàn cho công trình, cần xác định vị trí đặt kim thu sét dựa trên mặt bằng mái, tránh các khu vực có kết cấu mái kính Kim thu sét INGESCO PDC 3.3 là lựa chọn phù hợp với bán kính bảo vệ tiêu chuẩn R 74m, thuộc cấp bảo vệ III.

Hình 5 1: Hình ảnh kim thu sét INGESCO PDC 4.3

Nơi xuất xứ Tây Ban Nha

Chất liệu làm kim Thép không rỉ AISI 316

Thời gian phát tia tiên đạo 34 μ s

Bán kính bảo vệ tiêu chuẩn 74m

Dòng sét chịu được 156KA

Bảng 5 1: Thông số kim thu sét INGESCO PDC 3.3

Với kích thước toà nhà dài 69,4 m, rộng 17,4 m và cao 72 m, chúng tôi đã chọn kim thu sét INGESCO PDC 3.3, có bán kính bảo vệ Rbv = 74 m Chiều cao của kim thu sét so với mặt phẳng cần bảo vệ là 5 m, thuộc cấp bảo vệ III.

Thiết kế hệ thống nối đất cho tủ điện, trạm biến áp ( nối đất an toàn điện )

 Ta có : R yc = { 4() : đối với hệ thốngnối đất trạm biến áp và tủđiện

10 () : đối với hệ thốngnối đất chống sét

Nối đất là một biện pháp an toàn quan trọng trong hệ thống cung cấp điện Khi cách điện bị hỏng, vỏ thiết bị có thể mang điện áp, dẫn đến dòng rò chạy từ vỏ xuống đất Nếu người chạm vào vỏ thiết bị trong tình huống này, điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở nối đất, tạo ra nguy cơ điện giật.

Rnđ Lúc này dòng điện chạy qua người sẽ bằng

 ( I đ – dòng điện chạy qua điện trở nối đất )

Để bảo đảm an toàn cho người vận hành các thiết bị điện trong hệ thống, yêu cầu về hệ thống nối đất an toàn điện cần phải được thực hiện nghiêm ngặt, với giá trị Rnđ không được vượt quá 4 Ω.

 Do công trình xây dựng trên nền đất đồng bằng nên điện trở suất của đất

Hệ số mùa an toàn được xác định là km = 1,5 Trong trường hợp bố trí mặt bằng nối đất theo dãy, điện cực nối đất được sử dụng là cọc thép góc L60x60x6, với chiều dài l = 2,5m và độ sâu chôn tc = 0,8m Điện trở nối đất của một cọc sẽ được tính toán dựa trên các thông số này.

 Xác định sơ bộ số cọc : n c là hệ số sử dụng cọc, tra sổ tay ta chọn nc = 0,8 ;

→ Số cọc sơ bộ: n = 14 cọc

 Xác định điện trở thanh nối :

: Điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang, Ω/cm (lấy độ sâu 0,8m)

 l: Chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối, l 5pm= 7000 cm.

 b: Bề rộng thanh nối (thường lấy b = 4cm) và t: Chiều sâu chôn thanh nối (thường t = 0,8 m = 80cm).

 Điện trở nối đất thực tế của thanh nối :

 Hệ số sử dụng của cọc lấy n t =0 , 5 nên:

 Điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ số cọc :

 Số cọc cần đóng : (cọc)

→ Vậy số cọc cần đóng là: n = 13 cọc

 Kiểm tra điện trở của hệ thống nối đất :

 Điện trở của số cọc :

 Điện trở hệ thống nối đất :

Trong thực tế, chúng ta thường sử dụng cọc nối đất bằng đồng ỉ18 có chiều dài 2,5m thay vì cọc thép như đã tính toán trước đó Lý do là độ dẫn điện của cọc đồng tốt hơn cọc thép, giúp dòng điện rò thoát nhanh hơn Số lượng cọc đồng cần sử dụng sẽ giảm khoảng một nửa so với cọc thép, với 8 cọc đồng được đóng, nhờ vào điện trở suất của cọc đồng nhỏ hơn một nửa so với cọc thép.

) Các dây nối sử dụng là bằng đồng có tiết diện 70mm2.

Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà

 Do công trình xây dựng trên nền đất đồng bằng nên điện trở suất của đất ρ đat

1.10 4 /cm Hệ số mùa an toàn: km = 1,5 Giả thiết bố trí mặt bằng nối đất theo dãy. Điện cực nối đất là cọc thép góc L60x60x6, dài l = 2.5m, chôn sâu tc = 0.8 m

 Ta có điện trở nối đất của 1 cọc là:

 Xác định sơ bộ số cọc :

R 1 c : là điện trở nối đất của một cọc

R đ : là điện trở nối đất yêu cầu theo quy định, R đ = 10 () n c là hệ số sử dụng cọc,ta chọn nc = 0,8

 Xác định sơ bộ số cọc :

→ Số cọc sơ bộ : n = 6 cọc

 Xác định điện trở thanh nối:

: Điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang,Ω/cm (lấy độ sâu 0,8m)

 l: Chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối, l= 6.50m000cm

 b: Bề rộng thanh nối (thường lấy b = 4cm).

 t: Chiều sâu chôn thanh nối (thường t = 0,8 m = 80cm).

 nt = 0,8: Hệ số sử dụng của cọc

 Thay vào công thức ta có

 Điện trở nối đất thực tế của thanh nối :

 Hệ số sử dụng của cọc lấy n t = 0 , 5 nên:

 Điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ số cọc :

→ Số cọc cần đóng : (cọc)

 Vậy số cọc cần đóng là: n = 6 cọc

 Kiểm tra điện trở của hệ thống nối đất :

 Điện trở của số cọc :

 Điện trở hệ thống nối đất : NĐ

Trong thực tế, chúng ta sử dụng cọc nối đất bằng đồng ỉ18 với chiều dài 2,5m thay vì cọc thép như đã tính toán trước đó Điều này là do độ dẫn điện của cọc đồng tốt hơn, giúp dòng điện rò thoát nhanh hơn Số lượng cọc đồng cần đóng giảm khoảng một nửa so với cọc thép, với tổng số chỉ 4 cọc, nhờ vào điện trở suất của cọc đồng nhỏ hơn một nửa so với cọc thép.

) Các dây nối sử dụng là bằng đồng có tiết diện 70mm2.

BẢNG TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHỤ TẢI ĐIỆN

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CHIẾU SÁNG DIALUX TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TÒA NHÀ

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG CHIẾU SÁNG DIALUX

Giới thiệu phần mềm DIALUX

DIALux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, miễn phí do công ty DIAL GmbH tại Đức phát triển Phần mềm này thực hiện các tính toán chiếu sáng dựa trên các tiêu chuẩn châu Âu như EN 12464 và CEN 8995.

 Phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm 2 phần:

DIALux EVO và DIALux là hai phần mềm thiết kế chiếu sáng chính, với chức năng tương tự nhau Tuy nhiên, DIALux EVO mang lại kết quả tốt hơn và được coi là phiên bản nâng cấp so với DIALux.

DIALux hỗ trợ người thiết kế trong việc thiết lập dự án chiếu sáng nội thất một cách dễ dàng và nhanh chóng Kết quả chiếu sáng được trình bày ngay lập tức và có thể xuất ra dưới dạng tập tin PDF hoặc tích hợp vào dự án chiếu sáng.

DIALux để DIALux có thể thiết lập thêm các chi tiết cụ thể chính xác với đầy đủ các chức năng trình bày.

Phần DIALux EVO là thành phần chính của phần mềm thiết kế chiếu sáng DIALux, cho phép người dùng truy cập vào nhiều chức năng khác nhau để thực hiện thiết kế chiếu sáng hiệu quả.

 Trợ giúp thiết kế nhanh cho chiếu sáng nội thất, chiếu sáng ngoại thất và chiếu sáng giao thông.

 Thiết kế mới một dự án chiếu sáng nội thất.

 Thiết kế kế mới một dự án chiếu sáng ngoại thất.

 Thiết kế mới một dự án chiếu sáng giao thông.

 Mở các dự án đã có hoặc các dự án mới mở gần đây.

 DIALux cho phép chèn và xuất tập tin DWG hoặc DXF.

 DIALux có thể chèn nhiều vật dụng, vật thể các mẫu bề mặt cho thiết kế sinh động và giống với thực tế hơn. trình bày khá ấn tượng.

DIALux là phần mềm độc lập cho phép tính toán ánh sáng với thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau, miễn là các thiết bị đã được đo đạc phân bố ánh sáng và có tệp dữ liệu ánh sáng để nhập vào DIALux.

 DIALux cung cấp công cụ Online cho việc cập nhật, liên lạc với DIALGmbH và kết nối với các nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng.

 Bạn có thể tải DIALux về miễn phí từ địa chỉ trang web : www.Dialux.c om

Hướng dẫn sử dụng phần mềm Dialux evo

Khi ta mở phần mềm DIALux evo lên thì giao diện khởi động sẽ có dạng như sau:

Hình II 1 Giao diện khi bắt đầu vào dialux evo

Tại cửa sổ này ta chọn 1 trong 6 chức năng:

 Để Import file autocad ta đã thiết kế chiếu sáng vào phần mềm để mô phỏng chiếu sáng ta làm như sau:

 Bước 1: Ta chọn Import plan or IFC.

 Bước 2: Sau đó ta tìm đến nơi lưu file autocad cần mô phỏng chiếu sáng và ấnOpen.

 Bước 3: Tiếp đó ta chọn 1 điểm ở góc tòa nhà để lấy làm gốc tọa độ và vẽ 1 đường làm trục tọa độ → Next.

 Bước 4: Sau khi nhấn Next thì ta chọn Units là Milimetres Rồi sau đó chọn

“check length” để kiểm tra độ dài và so sánh với kích thước trên bản vẽ cad xem có đúng hay không → Rồi finish.

 Như vậy là ta đã hoàn thành các bước Import file autocad vào để mô phỏng chiếu sáng.

 Để vẽ tầng và vẽ các phòng trong tầng ta làm như sau:

 Bước 1: Vào phần Site và chọn “Draw new building” (để vẽ khối cho tòa nhà), sau đó ta chỉnh độ cao của tòa nhà ở mục “Storey height”

 Bước 2: Chọn “Draw new indoor coutour” (để vẽ các phòng) và vẽ hết tất cả các phòng của tầng.

 Để vẽ thêm tầng ta làm như sau:

 Bước 1: Chọn New empty storey (tạo tầng trống)

 Bước 2: Sau khi hiện MB tầng 2 lên thì ta chọn Draw new outer coutour (để vẽ toàn bộ 1 tầng)

 Bước 3: Rồi sau đó để vẽ các phòng thì ta chọn Draw new indoor coutour làm tương tự như tầng 1

 Sau khi đã vẽ tầng và không gian các phòng xong thì ta có thể bố trí thêm 1 số nội thất cơ bản của phòng như bàn ghế ….

 Để lấy được bàn ghế thì ta chọn vào Active object Rồi ấn vào select để tìm các đồ nội thất và bố trí trên mặt bằng.

 Để bố trí đèn trên mặt bằng ta làm như sau:

Để bố trí đèn trên mặt bằng, bước đầu tiên là tải catalog từ các hãng đèn như Philips, MPE, Rạng Đông, Paragon, và các thương hiệu khác.

“Manufactuner” và tìm kiếm hãng đèn cần sử dụng bố trí

Sau khi hoàn tất việc chọn catalog đèn, bước tiếp theo là lựa chọn đèn phù hợp dựa trên tính toán và bố trí chúng trên mặt bằng theo bản CAD đã thiết kế Để thực hiện việc bố trí, bạn chỉ cần kéo bóng đèn và thả vào vị trí mong muốn trên mặt bằng.

Sau khi hoàn tất việc bố trí, bước tiếp theo là kiểm tra kết quả độ rọi để đảm bảo tính phù hợp Để thực hiện mô phỏng, bạn chỉ cần nhấn vào “Toàn bộ dự án”.

 Nếu chạy cho ra kết quả độ rọi không phù hợp với tiêu chuẩn cài đặt thì cần phải thiết kế lại.

ỨNG DỤNG PHẦN MỀN DIALUX TRONG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Bài toán ứng dụng

Ứng dụng phần mềm chiếu sáng DIALux để mô phỏng chiếu sáng cho căn hộ điển hình loại A trong khu nhà cao tầng.

 Từ file thiết kế trên Autocad, thưc hiện mô phỏng trên phần mềm DIALUX kiến trúc và nội thất căn hộ

 Tthực hiện lựa chọn đèn, bố trí đèn trên DIALux giống với bản thiết kế Autocad

 Chạy mô phỏng và so sánh kế quả với tiêu chuẩn thiết kế và thực tế thiết kế.

Hình II 2: Bản vẽ AutoCAD bố trí bóng đèn CHDH-A trên mặt bằng

Thực hiện

 Từ giao diện bắt đầu chọn DWG/DXF import để load file Autocad rồi chọn lệnh

Draw a new room để vẽ phần tường bao và tường ngăn cách phòng

Để thiết lập nội thất cho phòng, hãy chọn lệnh "Furniture and Object" Phần mềm cung cấp nhiều lựa chọn nội thất cơ bản như bàn ghế, giường tủ, bảng hiệu và biển báo giao thông Chức năng này nhằm mục đích mô phỏng thực tế, phù hợp với thiết kế và các tính toán đã thực hiện.

Chọn lệnh Light để thêm đèn và đặt chúng theo vị trí đã xác định trên bản vẽ Autocad Sử dụng đèn từ catalogue của nhà sản xuất với đầy đủ thông số như công suất, quang thông và nhiệt độ màu để đảm bảo tính chân thực của mô phỏng.

 Tiêu chuẩn áp dụng lựa chọn độ rọi tối thiểu để kiểm tra:

 QCVN-22_2016-BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chiếu sáng – mức cho phép chiếu sáng nơi làm việc.

 TCVN 7114-1-2008: Ecgônômi – Chiếu sáng nơi làm việc.

 Catalouge đèn có thể sử dụng để kiểm tra:

 Đèn Rạng đông; Đèn Philips; Đèn Paragon; Đèn MPE

Tên phòng Độ rọi (lux)

Phòng họp, CH dịch vụ; hội trường, phòng làm việc

Nhà hàng, phòng khách, bếp, phòng ăn 200

Phòng kỹ thuật điện, P bơm,… 150

Nhà trẻ, Phòng trực PCCC 300

Phòng ngủ, hành lang, kho, wc, ban công 100

Cầu thang bộ, khu vực đỗ xe 75

Bảng II 1: Thông số độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn

 Lựa chọn cataloge đèn mô phỏng

Hình II 3: Thông số chi tiết đèn Downlight Paragon 9W 3000K IP20

Để đảm bảo độ rọi yêu cầu cho các phòng như phòng khách, khu bếp, phòng ngủ 1, 2 và WC 1, 2, chúng ta lựa chọn đèn Downlight âm trần với thông số công suất và quang thông tương đương với đèn tính toán trên phần mềm DIALux của hãng Paragon Việc sử dụng loại đèn này sẽ giúp kiểm tra và xác định xem độ rọi có đạt tiêu chuẩn hay không.

Hình II 4 Thông số chi tiết đèn Panel Paragon 20W 3000K IP30

Để mô phỏng ánh sáng trong phần mềm DIALux của hãng Paragon, chúng ta chọn đèn panel âm trần có công suất và quang thông tương đương với đèn chùm phòng khách Việc sử dụng đèn Downlight thay thế cho đèn chùm giúp kiểm tra xem độ rọi yêu cầu có đạt tiêu chuẩn hay không.

Hình II 5 Thông số chi tiết đèn Panel Paragon 15W 3000K IP20

Để mô phỏng ánh sáng trong phần mềm DIALux của hãng Paragon, chúng ta chọn đèn panel âm trần có công suất và quang thông tương đương với đèn thả bàn ăn Việc sử dụng đèn Downlight thay cho đèn thả bàn ăn trong khu bếp giúp kiểm tra xem độ rọi có đạt yêu cầu hay không.

Hình II 6 Thông số chi tiết đèn Panel Paragon 12W 3000K IP20 Aluminum Alloy

Để mô phỏng trên phần mềm DIALux của hãng Paragon, thông số đèn panel âm trần được lựa chọn có công suất và quang thông tương đương với đèn ốp trần Do đó, chúng ta sẽ sử dụng đèn Downlight để thay thế cho đèn ốp trần tại khu vực Lô gia 1,2 nhằm kiểm tra xem độ rọi yêu cầu có đạt tiêu chuẩn hay không.

 Dưới đây là một vài hình ảnh mô phỏng khi bố trí nội thất và đèn xong.

Hình II 7: Hình ảnh mô phỏng căn hộ loại A và bố trí đèn

Hình II 8: Hình ảnh mô phỏng phòng khách

Hình II 9: Hình ảnh mô phỏng khu bếp

Hình II 10: Hình ảnh mô phỏng phòng ngủ 1

Hình II 11: Hình ảnh mô phỏng phòng wc 1

Hình II 12: Hình ảnh mô phỏng lô gia 2

After arranging the lights, click on "Entire project All light scenes" to initiate the software's simulation calculations The results will be displayed in the adjacent panel.

Hình II 13: Kết quả mô phỏng chiếu sáng CHDH A

 Với 1 căn hộ nhiều phòng, phần mềm thực hiện tính toán độc lập cho mỗi phòng,đảm bảo tính khách quan nhất khi mô phỏng.

Nhận xét kết quả

So sánh với QCVN-22_2016-BYT và tiêu chuẩn 7114-2008, độ rọi trung bình tại các khu vực như cửa hàng dịch vụ đạt 400lm, phòng khách và khu bếp đạt 200lm, trong khi phòng ngủ, nghỉ, wc và lô gia đạt 100lm Kết quả mô phỏng cho thấy tất cả các khu vực đều đạt tiêu chuẩn, khẳng định rằng thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn chiếu sáng.

 Các phòng còn lại cũng làm tương tự

Đánh giá phần mềm

Phần mềm này là một công cụ miễn phí vô cùng hữu ích, cung cấp nhiều chức năng và lợi ích cho các kỹ sư thiết kế cũng như các chuyên gia trong lĩnh vực chiếu sáng.

 Phần mềm có giao diện đơn giản, dễ dàng sử dụng cho cả những người mới.

 Catalogue đèn và nội thất phong phú, dễ dàng download từ trang chủ của hãng và

Việc sử dụng phần mềm tính toán như DIALux và phương pháp tính toán sơ bộ lý thuyết mang lại kết quả tương đồng, cho phép chúng ta kết hợp cả hai trong quá trình thiết kế Phần mềm cung cấp hình ảnh trực quan, giúp kiểm tra độ rọi và độ chói tại từng điểm một cách dễ dàng, từ đó tạo ra cái nhìn sinh động và gần gũi với thực tế hơn.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Sau khi nghiên cứu và thiết kế hệ thống cung cấp điện cho "Toà nhà chung cư hỗn hợp và nhà ở liền kề", chúng tôi đã thu được nhiều kiến thức quý giá về cách thức hoạt động và các yếu tố cần thiết để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong việc cung cấp điện cho công trình này.

Hiểu biết về hệ thống cung cấp điện là rất quan trọng, bao gồm các đặc điểm của quy trình sản xuất và phân phối điện năng Bên cạnh đó, cần nắm rõ các dạng nguồn điện khác nhau và khái niệm về mạng lưới điện để có cái nhìn tổng quan về ngành điện.

Biết cách phân loại thiết bị điện và hiểu rõ đặc điểm của từng loại thiết bị sử dụng điện là rất quan trọng Các chỉ tiêu cơ bản của chất lượng điện năng cũng cần được nắm vững để đảm bảo hiệu suất tối ưu Ngoài ra, việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế hệ thống điện sẽ giúp nâng cao hiệu quả và tính chính xác trong quá trình thiết kế.

 Biết cách tạo hồ sơ bản vẽ một dự án thực tế.

 Biết cách triển khai dự án theo quy trình.

 Có thêm kỹ năng làm việc nhóm.

 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài của nhóm em có rất nhiều hướng phát triển như:

 Hướng tới hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao cấp để nâng tầm đời sống sinh hoạt

Để tiến tới một ngôi nhà thông minh hoàn chỉnh, cần phát triển thêm nhiều tiện ích xung quanh như mô hình chung cư tập thể, hệ thống đèn điện thông minh và các thiết bị cảm ứng, đặc biệt là hệ thống điện nhẹ.

Tiêu đề	Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Tòa Nhà Chung Cư Hỗn Hợp Và Nhà Ở Liền Kề Tp. Thanh Hóa
Tác giả	Vũ Công Minh, Lê Quang Duy
Người hướng dẫn	Ts. Đặng Việt Phúc
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	2,46 MB