Đồ án môn học thiết kế hệ thống cung cấp điện thiết kế cung cấp điện cho một nhà 4 tầng, khóa luận tn k15

Trình bày phương pháp xác định phụ tải, tính chọn dây dẫn và các thiết bị đóng cẳt, bảo vệ trong mạch điện chiếu sáng sinh hoạt.3.. Với mạng chiếu sáng thì độ lệch điện áp cho phép là 2.

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

TÊN ĐỀ TÀI :Thiết kế cung cấp điện cho một nhà 4 TẦNG, KHÓA LUẬN

CBHD :Thầy Hoàng Mai Quyền

Sinh viên: Trần Mạnh Hòa MSV: 2020605612

Nguyễn Văn Quảng MSV: 2020605327 Nguyễn Hữu Tùng MSV: 202605875

Hà Nội – Năm2023

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀNỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌCTHIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Họ và tên sinh viên 1: Trần Mạnh Hòa MSV: 2020605612 Họ và tên sinh viên 2: Nguyễn Văn Quảng MSV: 2020605327 Họ và tên sinh viên 3: Nguyễn Hữu Tùng MSV: 202605875

Tầng 3: Phòng thể dục, phòng sinh hoạt chung, 1 nhà tắm + WC chungTầng 4: Phòng thờ, phòng giặt, sân phơi

- Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 0.4kV bên ngoài tòa nhà, rãnh cáp ngầm dẫn vào phòng kỹ thuật dài 100m.

- Mặt bằng các tầng điển hình như sau:

MẶT BẰNG TẦNG TRỆT

MẶT BẰNG TẦNG 1

MẶT BẰNG TẦNG 2

MẶT BẰNG TẦNG 3

MẶT BẰNG TẦNG 4

Chiều dài :13.5m Chiều rộng :4m

Tầng trệt: - gara để xe :chiều dài 5.8m và chiều rộng 3m

-bếp +phòng ăn :chiều dài 5.4m,chiều rộng 4m (tủ, bộ bàn ghế ăn) Tầng 1: phòng khách: chiều dài 5.4m,chiều rộng 4m (tivi,tủ kệ tivi,bàn ghế sofa )

Tầng 2: Hai phòng ngủ (gồm giường 2x2m,bàn làm việc )

Tầng 3: -Phòng thể dục:chiều dài 4,1m và chiều rộng 4m (tạ, máy chạy bộ, )

-phòng sinh hoạt chung:chiều dài 4m và chiều rộng4m (tủ sách,bộ bàn ghế văn phòng, máy tính )

Tầng 4: Phòng thờ: chiều dài 2m3 và chiều rộng 4m

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Xác định phụ tải tính toán

2 Đề xuất các phương án cấp điện và so sánh kinh tế-kỹ thuật để lựa chọn phương án cấp điện

3 Thiết lập sơ đồ cấp điện và lựa chọn các phần tử trong sơ đồ 4 Tính toán, lựa chọn hệ thống chống sét và nối đất.

5 Thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng

Bản vẽ:

1 Sơ đồ mặt bằng cấp điện 2 Sơ đồ nguyên lý cấp điện

3 Sơ đồ bố trí hệ thống nối đất & chống sét

Ngày giao đề: 09/01/2023 Ngày hoàn thành: 24/02/20223

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hoàng Mai Quyền

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 6

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 3

1.1 Tổng quan về thiết kế hệ thống cấp điện 3

1.2 Tổng quan về đề tài được giao 3

1.2.1 Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 3

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 5

LỜI MỞ ĐẦU

Trong nền kinh tế nước ta hiện nay - Nền kinh tế thị trường Các doanh nghiệp Việt Nam đã và đang có những bước phát triển mạnh mẽ cả về hình thức quy mô và hoạt động xây dựng Cho đến nay, cùng với chính sách mở cửa các doanh nghiệp đã góp phần quan trọng trong việc thiết lập nền kinh tế thị trường trên đà ổn định và phát triển.

Cùng với sự đi lên của đất nước, quy mô hoạt động xây dựng của các doanh nghiệp ngày càng mở rộng và nâng cao, mọi doanh nghiệp dù các hình thức xây dựng sản xuất khác nhau, theo bất kì hình thức nào cũng phải quan tâm đến hiệu quả kinh tế Đó là điều kiện để doanh nghiệp tồn tại và phát triển Nhưng vấn đề quan trọng là làm thế nào để đạt tối đa hiệu quả kinh doanh Đây cũng chính là câu hỏi làm các doanh nghiệp phải suy nghĩ Để kinh doanh có hiệu quả đòi hỏi các nhà doanh nghiệp phải nắm bắt được cơ hội kinh doanh, đồng thời phải đảm bảo thuận lợi bền vững trong cạnh tranh Muốn vậy họ phải biết giữ uy tín Công việc kĩ thuâ ̣t có nhiều khâu, nhiều phần hành và đòi hỏi sự chính xác cũng như trung thực cao, giữa các phần hành kĩ thuâ ̣t có mối quan hệ mật thiết, chúng luôn gắn bó với nhau tạo thành một thể thống nhất, một hệ thống đồng bộ trong quản lý Việc tổ chức công tác xây dựng phù hợp với điều kiện sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp là một trong những cơ sở quan trọng cho việc chỉ đạo và điều hành sản xuất xây dựng.

Với nhiệm vụ thực hiện đồ án học phần Được sự giúp đỡ của giảng viên

Hoàng Mai Quyền, em thực hiện bài đồ án: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà 4 tầng”.

Đồ án gồm có … phần:

Chương 1: Tổng quan về thiết kế cung cấp điện.

Chương 2: Tính toán, thiết kế cung cấp điện cho biệt thự 4 tầng Chương 3:

Chương 4:Chương 5:

TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁNTổng quan về thiết kế hệ thống cấp điện

Tổng quan về đề tài được giao

1 Tìm hiểu các yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 2 Trình bày phương pháp xác định phụ tải, tính chọn dây dẫn và các thiết bị đóng cẳt, bảo vệ trong mạch điện chiếu sáng sinh hoạt.

3 Vận dụng thiết kế và lắp đặt dự toán lắp đặt hệ thống điện cho một căn hộ theo sơ đồ mặt bằng cho trước.

4 Phương pháp lắp đặt, vận hành an toàn, hiệu quả các thiết bị điện, hệ thống điện trong thực tế.

5 Tính toán lượng bù để cải thiện hệ số công suất 6 Thiết kế chiếu sáng cho một phòng điển hình

Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt

a.Yêu cầu:

Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng và các

thiết bị điện sinh hoạt khác đều phải thoả mãn các yêu cầu sau - An toàn điện, bảo vệ mạch điện kịp thời tránh gây hoả hoạn.

- Dễ sử dụng điều khiển và kiểm soát , dễ sửa chữa.

- Đạt yêu cầu về kỹ thuật và mỹ thuật.

- Việc đảm bảo độ tin cậy cấp điện là không yêu cầu cao vì thuộc hộ tiêu thụ loại 3 nhưng vẫn phải đẩm bảo được chất lượng điện năng tức là độ lệch về dao động điện áp là bé nhất và nằm trong phạm vi cho phép Với mạng chiếu sáng thì độ lệch điện áp cho phép là 2.5%

-Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện sinh hoạt cũng cần phải tính đến đường dây trục chính nên tính dư thừa đề phòng phụ tải tăng sau này.

-Đảm bảo độ an toàn điện bằng các khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ như aptomat, cầu chì, cầu dao, công tắc…

b.Đặc điểm:

- Hệ thống cung cấp điện sinh hoạt thuộc loại cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại 3 là những hộ cho phép với mức độ tin cậy điện thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố nhưng thường không cho phép quá 1 ngày đêm bao gồm các khu nhà ở, nhà kho, trường học…

- Để cung cấp cho mạng điện sinh hoạt ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây 1 lộ.

- Mạng điện sinh hoạt là mạng một pha nhận điện từ mạng phân phối 3 pha điện áp thấp để cung cấp cho các thiết bị, đồ dùng điện và chiếu sáng.

-Mạng điện sinh hoạt thường có trị số điện áp pha định mức là 380/220 hoặc 220/127 Tuy nhiên do tổn thất điện áp trên đường dây tải nên ở cuối nguồn điện áp này bị giảm so với định mức Để bù lại sự giảm áp này các hộ tiêu thụ thường dùng máy biến áp điều chỉnh để nâng điện áp đạt trị số định mức - Mạng điện sinh hoạt gồm mạch chính và mạch nhánh Mạch chính giữ vai trò là mạch cung cấp còn mạch nhánh rẽ từ đường dây chính được mắc song song để có thể điều khiển độc lập và là mạch phân phối điện tới các đồ dùng điện.

- Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng được cấp chung với mạng điện cấp cho các phụ tải khác.

- Mạng điện sinh hoạt cần có các thiết bị đo lường điều khiển, bảo vệ như công tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, công tắc…

- Mạng điện sinh hoạt thường có các phương thức phân phối điện sau:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phụ tải tính toán là phụ tải giải thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện Nói cách khác ,phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị điện lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như sau: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống… Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn tới sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực thế thì gây lãng phí.

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải tính phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được thì độ chính xác, kể đến ảnh hưởng cùa nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp.

Sau đây là những phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu Knc Phương pháp tính theo công suất trung bình.

Phương pháp tính theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm W0.

Phương pháp theo công suất phụ tải trên từng đơn vị diện tích sản xuất P0.

Phương pháp tính theo hệ số đồng thời Kđt.Phương pháp tính theo số thiết bị hiệu quả.

Trong thực tế thì tùy theo quy mô sản xuất và đặc điểm của công trình thì theo giai đoạn thiết kế hay kỹ thuật thì công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp.

Lời kết

Trong quá trình làm bài tập lớn với đề tài: ”Thiết kế cung cấp điện cho một nhà biệt thự ” đã giúp em hiểu rõ hơn những vấn đề lý thuyết và thực tế, nhằm củng cố kiến thức đã học trong thời gian qua và đỡ bỡ ngỡ hơn trong quá trình thực tế sau này.

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy giáo Hoàng Mai Quyền và sự nỗ lực

của bản thân em đã hoàn thành những công việc sau:

- Tìm hiểu các yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt - Thiết kệ hệ thống điện trong căn hộ

- Lựa chọn được thiết bị phù hợp

- Tính toán ngắn mạch, sụt áp, chống sét, bảo vệ nối đất

Nhưng, trong quá trình làm bài tập lớn em vẫn còn nhiều thiếu sót: - Chưa có mô hình thực tế

- Do kỹ năng và hiểu biết còn hạn chế nên bài tập lớn của em không thể tránh được sai sót, mong thầy giúp đỡ để em có thể hoàn thiện kỹ năng của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!

[1] NINH VĂN NAM, Giáo trình Cung Cấp Điện, NXB giáo dục Việt Nam [2] NGÔ HỒNG QUANG, Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện

NXB Khoa Học và Kỹ thuật, 2002

[3] ĐHCNHN, Giáo trình Vật liệu điện và an toàn điện, NXB giáo dục ViệtNam

CHƯƠNG 1.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phụ tải tính toán là phụ tải giải thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện Nói cách khác ,phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị điện lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như sau: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống… Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn tới sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực thế thì gây lãng phí.

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải tính phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được thì độ chính xác, kể đến ảnh hưởng cùa nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp.

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

- : công suất định mức của thiết bị thứ i, kW

- , , : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm

- : Công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị, kW - : Công suất định mức của thiết bị hay nhóm thiết bị, kW

- : Công suất tính toán tổng của các hộ dùng điện, kW- : Công suất tính toán của nhóm phụ tải thứ i, kW- : Hệ số đồng thời

Trong thực tế thì tùy theo quy mô sản xuất và đặc điểm của công trình thì theo giai đoạn thiết kế hay kỹ thuật thì công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp.

1.3 Tính toán phụ tải

1.3.1 Tính toán chọn phụ tải điều hòa

Công suất tính toán của phụ tải điều hòa sẽ được tính toán quy đổi từ yêu cầu công suất trao đổi nhiệt của hệ thống điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm và các thiết bị tiêu thụ điện khác của hệ thống Theo (TCVN 6104-1:2015)[ CITATION

Trong đó:

- CSlạnh: Công suất lạnh (BTU) - S: Diện tích phòng đặt điều hòa (

Lưu ý: Nếu không gian phòng mà bạn đặt điều hòa là phòng khách hoặc bếp thì nên cộng thêm 4000BTU bởi vì ở đó thường có nhiều người và có lượng nhiệt tỏa ra tương đối lớn.

Tính chọn điều hoà cho phòng bếp và phòng ăn (21,6 m2):

Tên điều hoà

+ Diện tích mặt bằng: Diện tích phòng cần lắp đặt đèn chiếu sáng S = Chiều dài X chiều rộng

+ Khuyến nghị lượng lumens cần dùng từ các nhà thiết kế chiếu sáng:

Mỗi không gian sẽ yêu cầu mức độ ánh sáng khác nhau Một phòng trưng bày sẽ cần nhiều ánh sáng hơn là thư viện, phòng khách gia đình cần nhiều ánh sáng hơn phòng ngủ Dưới dây là độ rọi tiêu chuẩn được đề xuất cho các khu vực chiếu sáng (QCVN 09:2013/BXD) [ CITATION TCV13 \l 1033 ],1Lux (lx) = 1lumen/1m²

Phòng bếp và phòng ăn có diện tích là 21,6 m2 Theo tiêu chuẩn VN (QCVN

09:2013/BXD)[ CITATION TCV13 \l 1033 ], lấy trị số độ rọi tiêu chuẩn của phòng bếp và phòng ăn là 300lx Dự tính sử dụng đèn LED âm trần DOWNLIGHT Rạng Đông 12W để chiếu sáng cho phòng bếp và phòng ăn:

Tổng lượng lumens ánh sáng cho phòng bếp và phòng ăn là:

- Theo (TCVN 16:1996)

+Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng[ CITATION TCV1 \l 1033 ], ta có công thức tính số lượng đèn cần dùng cho phòng bếp và

Trong đó:

- F là quang thông của đèn (lm) - P là công suất của đèn (W)

Vậy ta chọn 5 đèn cho phòng bếp và phòng ăn

Bảng 3: Hệ số đồng thời lớn nhất Ks theo các nhánh phụ tải.

Theo (QCVN 09:2013/BXD)[ CITATION TCV13 \l 1033 ], ta có được hệ số đồng thời để tính toán các tầng của ngôi nhà

Theo bảng 2: bảng tổng hợp chiếu sáng cho các phòng tính được T1 có tổng:

9 đèn LED âm trần DOWNLIGHT Rạng Đông loại 12W:

 Công suất tính toán của tầng trệt là

Bảng 5: Các thiết bị dùng trong tầng 1

Công suất tính toán của nhóm thiết bị là: =

b, Phụ tải điều hòa

Theo bảng 1: bảng tổng hợp chọn điều hòa cho các phòng chọn Điều hòa

phòng khách T1 là:

Casper 18000BTU SC-18TL32 có công suất 1500W:

c, Phụ tải chiếu sáng

Theo bảng 2: bảng tổng hợp chiếu sáng cho các phòng tính được T1 có tổng:

9 đèn LED âm trần DOWNLIGHT Rạng Đông loại 12W:

 Công suất tính toán của tầng 1 là

b,Phụ tải điều hòa

Theo bảng 1: bảng tổng hợp chọn điều hòa cho các phòng chọn Điều hòa 2

phòng ngủ Tầng 2 là:

Casper 18000BTU KC-12FC32 có công suất 1000W cho phòng ngủ 1 và Casper 18000BTU SC- 18TL32 có công suất 1000W cho phòng ngủ 2:

b, Phụ tải bình nước nóng

Chọn 2 bình nước nóng có Pnn = 2.5 kW cho WC tầng 2 loại Ariston 15L AN2 15R = 2,5=4,5

c, Phụ tải chiếu sáng

Theo bảng 2: bảng tổng hợp chiếu sáng cho các phòng tính được T2 có tổng:

4 đèn LED âm trần DOWNLIGHT Rạng Đông loại 24W và 4 đèn LED âm trần DOWNLIGHT Rạng Đông loại 12W:

 Công suất tính toán của tầng 2 là