Thiết kế cung cấp Điện cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ công ty tnhh Ô tô ngôi sao Việt Nam

Thiết kế cung cấp Điện cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ công ty tnhh Ô tô ngôi sao việt nam dành cho các bạn làm đồ án tốt nghiệp cần tài liệu tham khảo

GIỚI THIỆU VỀ KHU TRƯNG BÀY VÀ XƯỞNG DỊCH VỤ CÔNG TY TNHH Ô TÔ NGÔI SAO VIỆT NAM

Vị trí

Lô đất số DV2_ A5, đường CN3 , KCN Sài Đồng 3, Q.Long Biên , Hà Nội

-Phía Tây khu đất tiếp giáp Showroom Porche

-Phía Đông khu đất tiếp giáp trụ sở Him Lam

-Phía Nam khu đất tiếp giáp đường Cổ Linh

-Phía Bắc khu đất tiếp giáp khu nhà xưởng KCN Sài Đồng

Kiến trúc

Khu trưng bày và xưởng dịch vụ là khu vực vô cùng quan trọng đối với Công ty ô tô Ngôi sao Việt Do vậy, vấn đề cung cấp điện cho toàn bộ khu vực cũng đóng vai trò tối quan trọng khi điện năng an toàn và ổn định sẽ góp phần vào việc nâng cao hình ảnh và chất lượng phục vụ của công ty, từ đó tạo được sự tin tưởng cho khách hàng.

Do đó , khi thiết kế phải tính toán được tổng công suất tiêu thụ của toàn bộ khu phòng trưng bày và xưởng dịch vụ , từ đó ta lựa chọn được dung lượng của máy biến áp , máy phát điện và các thiết bị đóng cắt bảo vệ hơp lý Trong công tác thiết kế cung cấp điện việc đầu tiên của người thiết kế là phải thống kê các số liệu cần thiết để phục vụ cho quá trình tính toán Đối với khu phòng trung bày và xưởng dịch vụ ta khảo sát số liệu từng phòng, từng tầng từ đó ta xác định được phụ tải tính toán từng tầng , phụ tải tính toán khu phòng trung bày và xưởng dịch vụ Từ đó ta lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý và lựa chọn công suất mấy biến áp, tính toán tiết diện dây dẫn cũng như các thiết bị đóng cắt bảo vệ sao cho đảm bảo kỹ thuật , an toàn , mỹ quan kinh tế Sau đây tiến hành thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu phòng trưng bày và xưởng dịch vụ

Phòng trưng bày và xưởng dịch vụ công ty TNHH ô tô ngôi sao Việt Nam có 1 khối nhà chính 5 tầng (không bao gồm tum thang ) và 1 tầng hầm với các chỉ tiêu kỹ thuật chính như sau :

-Diện tích đất thực hiện : 4.828 m 2

-Diện tích xây dựng công trình : 2.690 m 2

-Diện tích sàn tầng hầm : 3.630 m 2

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Đặt vấn đề

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên là xác định phụ tải điện của nó Tùy theo qui mô của công trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm , 10 năm , hoặc hơn nữa Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn

Người thiết kế chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải ngắn hạn , còn về dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề rất lớn , rất phức tạp Vì vậy ta thường không quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương pháp chính mà thôi

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành

Lấy phụ tải đó làm phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là yếu tố quan trọng dùng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện Phụ tải tính toán giúp căn cứ chọn máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, thiết bị 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 nhiều yếu tố như công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương pháp vận hành hệ thống,

Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ,

….Ngược lại, nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế, thì các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư …Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại, những phương pháp đơn giản, khối lượng tính toán ít hơn thì chỉ cho kết quả gần đúng Có thể đưa ra đây một số phương pháp được sử dụng nhiều hơn cả để xác đinh phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Trong đó : knc : Hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật.

Pđ : Công suất đặt của thiết bị

2.2.2 Phương pháp xác định (PTTT) theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình

Trong đó : khd : Hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật.

Ptb : Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW)

2.2.3 Phương pháp xác định (PTTT) theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Ptb : Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).

: Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

: Hệ số tán xạ của

2.2.4 Phương pháp xác định (PTTT) theo công suất trung bình và hệ số cực đại

P tt = kmax Ptb = k sd Pđ

Trong đó : kmax : Hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq , ksd )

Ptb : Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW) k sd : hệ số sử dụng ,tra trong sổ tay kĩ thuật nhq : sỗ thiết bị dung điện hiệu quả.

Pđ : Công suất đặt của thiết bị ,(kW)

2.2.5 Phương pháp xác định (PTTT) theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Trong đó : a0 : Suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm

M : Số sản phẩm sản xuất được trong một năm

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ,(h).

2.2.6 Phương pháp xác định (PTTT) theo công suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích

Trong đó : p0 : Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (W/m 2 )

F : Diện tích bố trí thiết bị,( m 2 ).

2.2.7 Phương pháp tính trực tiếp

Trong số các phương pháp xác định PTTT, phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh nghiệm nên cho kết quả gần đúng, nhưng đơn giản và tiện lợi Ngược lại, các phương pháp 2, 3, 4, 7 và 8 xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, xét đến nhiều yếu tố, đem lại kết quả chính xác hơn.

Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải,người thiết kế có thể lựa chọn các phương án thích hợp để xác đinh PTTT

Xác đinh phụ tải tính toán

2.3.1 Xác đinh phụ tải ưu tiên

Phụ tải ưu tiên gồm có : Các phụ tải phòng cháy chữa cháy như : hệ thống quạt hút khói tầng hầm ,bơm nước chữa cháy, hệ thống máy chủ và bơm nước thải , phụ tải chiếu sáng, phụ tải điều hòa và thông gió

2.3.1.1 Phụ tải tính toán của các thiết bị a) Công suất tác dụng của hệ thống máy chủ là:

Ta có PTT = Pđ knc = 10.0,8= 8(kW)

PT _ công suất đặtcủa máy chủ PT = 10 ( KW ) kNC _ hệ số nhu cầu ( lấy kNC = 0,8)

Công suất tính toán phản kháng của máy chủ là:

QMC = PTM Tgφ Với cosφ = 0,8 → tagφ = 0,75

Vậy QMC = PMC Tgφ = 8 0,75 = 6 ( KVAr )

• Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy chủ là:

SMC = = = 10( KVA ) b) Công suất tác dụng tính toán của thang máy là:

PT _ công suất đặt của một thang máy PT = 15 ( KW )

KNC _ hệ số nhu cầu ( lấy KNC = 0,8) n _ số thang máy

Công suất tính toán phản kháng của thang máy là:

QTM = PTM Tgφ Tra PL1.2 TL1 chọn cosφ = 0,5 => tgφVậy QTM = PTM Tgφ = = 20,78 ( KVAr )

Công suất tính toán toàn phần của thang máy:

STM = P TM 2 + Q TM 2 = $ ( KVA ) c) Công suất tác dụng tính toán của thang nâng ô tô là:

PT _ công suất đặt của một thang nâng PT = 40 ( KW )

KNC _ hệ số nhu cầu ( lấy KNC = 0,8) n _ số thang nâng

Công suất tính toán phản kháng của thang nâng là:

QTM = PTM Tgφ Tra PL1.2 TL1 chọn cosφ = 0,5 => tgφVậy QTN = PTN Tgφ = = 110,85( KVAr )

Công suất tính toán toàn phần của thang nâng:

STM = P TM 2 + Q TM 2 = 8 ( KVA ) d) Công suất tính toán tác dụng của máy bơm sinh hoạt là:

• Công suất tính toán phản kháng của máy bơm sinh hoạt là:

Vậy QSH = PSH Tgφ = 5,5 0,75 = 4,125 ( KVAr )

• Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy bơm là:

2.3.1.2 Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị các tầng a Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng hầm

Bảng 2.1 Bảng phụ tải tầng hầm

Thiết bị sử dụng Đơn vị tính

Công suất tính toán Ptt (kW)

Chiếu sáng 4.8 1 4.8 Đèn tube led 2 x18W

Cái 4 5 0.02 Đèn ốp trần 11ong led 9W

Cái 42 9 0.378 Đèn gắn tường Cái 6 10 0.06

Quạt thông gió Cái 7 35 0.245 Ổ cắm Số lộ 13 19.7 0.6 11.82

Công suất tính toán Ptt (kW) trạm xử lý nước thải

Tủ điện bơm nước sinh hoạt

Tủ điện bơm nước thải

Tủ điện trạm xử lý nước

Tổng công suất tầng hầm 32.77

Công suất phản kháng của tầng hầm là :

• Công suất tính toán toàn phần của tầng hầm là:

STH = = = 40,97 ( KVA ) b, Phụ tải trạm biến áp

Bảng 2.2 Bảng phụ tải trạm biến áp

Chiếu sáng 0.4 1 0.4 Đèn tube led

Tổng công suất phụ tải trạm biến áp 2.4

Công suất phản kháng của phụ tải trạm biến áp là :

• Công suất tính toán toàn phần của phụ tải trạm biến áp là:

STBA = = = 3 ( KVA ) c,Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng 1

Bảng 2.3 Bảng phụ tải tầng 1

Công suất phản kháng của phụ tải tầng 1 là :

• Công suất tính toán toàn phần của phụ tải tầng 1 là:

ST1 = = = 39,34 ( KVA ) d, Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng 2

Gồm các phòng : khu khách VIP, văn phòng nội bộ, phòng họp, phòng kỹ thuật , bếp , khu vệ sinh và căng tin nhân viên.

Cái 53 5 0.265 Đèn chiếu rọi Cái 21 80 1.68

Công suất tính toán Ptt (kW) led 80W Quạt thông gió Cái 2 35 0.07 Ổ cắm Số lộ 32 52.50 0.6 31.5

ST2 = = = 69,75 ( KVA ) e, Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng 3

Gồm các phòng : trưng bày xe, xưởng sửa xe, vệ sinh, kho, văn phòng nội bộ , văn phòng tiếp khách

Chiếu sáng 12.36 1 12.36 Đèn tube led 2 x 18W Cái 8 36 0.288

Công suất tính toán Đèn tube led 1 x 18W Cái 8 18 0.144 Ptt Đèn tube led 3 x 9W Cái 32 27 0.864 Đèn tube led 1 x 9W Cái 1 9 0.009 Đèn led panel 21W Cái 176 21 3.696 Đèn downlight led 9W Cái 107 9 0.963 Đèn downlight led 5W Cái 14 5 0.07 Đèn highbay led 120W Cái 23 120 2.76 Đèn chiếu rọi led 80W Cái 42 80 3.36

ST3 = = = 37,46 ( KVA ) f, Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng 4

Gồm các phòng : khu đỗ xe, khu sơn xe, xưởng xửa xe, kho, vệ sinh, văn phòng ,phòng sơ cứu

Chiếu sáng 11.18 1 11.18 Đèn tube led 2 x

18W Cái 13 18 0.234 Đèn tube led 3 x 9W Cái 26 27 0.702 Đèn tube led 1 x 9W Cái 2 9 0.018 Đèn led panel 39W Cái 28 39 1.092 Đèn led panel 21W Cái 124 21 2.604 Đèn downlight led

ST4 = = = 34,49 ( KVA ) g, Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị tầng 5

Gồm các phòng : sảnh tổ chức sự kiện ,văn phòng nội bộ, kho, vệ sinh , đỗ xe

Bảng.2.7 Bảng phụ tải tầng 5

Chiếu sáng 5.23 1 5.23 Đèn tube led 1 x 18W Cái 14 18 0.252 Đèn tube led 3 x 9W Cái 20 27 0.54 Đèn tube led 1 x 9W Cái 3 9 0.027 Đèn downlight led

Quạt thông gió Cái 1 35 0.035 Ổ cắm

Tủ điện bơm nước tưới cây

Tủ điện bơm tăng áp

2.3.1.3 Phụ tải động lực các tầng

Bảng 2.8 Bảng phụ tải động lực các tầng

Tên hạng mục Đơn vị tính

Phụ tải ưu tiên Số lộ 7 12.32 0.7 8.62

Cầu nâng cắt kéo Cái 2 2,200 4.4

Phụ tải ưu tiên Số lộ 16 36.27 0.6 21.76

Cầu nâng cắt kéo Lộ 1 2,200 2.2

Phụ tải ưu tiên Số lộ 22 176.53 0.6 105.92 Ổ cắm 1 pha Lộ 3 1,500 4.5

Máy nén khí +máy sấy khí Lộ 1 15,750 15.75

Máy hút bụi trung tâm Lộ 1 5,500 5.5

Dự phòng 50 % Lộ 7 57.38 a ) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 1 là :

• Công suất tính toán toàn phần của phụ tải động lực tầng 1 là:

ST1 = = = 10,775( KVA ) b) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 3 là :

ST3 = = = 27,2 ( KVA ) c) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 4 là :

2.3.1.4 Phụ tải điều hòa và thông gió các tầng

Bảng 2.9 Bảng phụ tải điều hòa và thông gió các tầng

Tên hạng mục Lộ Loại

Công suất tính toán (kW) 2.1-DBAC1

1F/PAC – 16 P16 Loại dàn lạnh nối ống gió 14 5.85

1F/PAC – 17 P17 Loại dàn lạnh nối ống gió 14 5.85

2F/PAC – 19 P19 Loại dàn lạnh treo tường 5.6 1.84

Công suất tính toán (kW)

5F/SF – 01 Q2 2.2 a ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 1 là :

• Công suất tính toán toàn phần của phụ tải điều hòa tầng 1 là:

ST1 = = = 22,3( KVA ) b ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 2 là :

ST2 = = = 10,575( KVA ) c) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 3 là :

ST3 = = = 12,75( KVA ) d ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 4 là :

ST4 = = = 7,8375( KVA ) e ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 5 là :

2.3.1.5 Tổng công suất nguồn ưu tiên

Bảng 2.10 Bảng phụ tải ưu tiên

STT Tên phụ tải Ptt

1 Chiếu sáng,ổ cắm tầng hầm 32,77 24,575 40,97

7 Chiếu sáng,ổ cắm trạm biến áp 2,4 1,8 3,0

8 Phụ tải động lực tầng 1 8,62 6,465 10,775

11 Phụ tải điều hòa tầng 1 17,84 13,38 22,3

Tổng công suất nguồn ưu tiên: Pưt = 395,93 (kW)

Công suất tính toán phản kháng của nguồn ưu tiên :

Công suất tính toán toàn phần của nguồn ưu tiên :

2.3.2 Phụ tải không ưu tiên

2.3.2.1 Phụ tải động lực các tầng

Bảng 2.11 Bảng phụ tải động lực các tầng

Phụ tải thường Số lộ 5 16.77 0.8 13.42 Ổ cắm 1 pha Lộ 1 1,500 1.5 Ổ cắm 1 pha Lộ 2 2,000 4

Phụ tải thường Số lộ 4 19.18 0.8 15.34 Ổ cắm 1 pha Lộ 1 1,500 1.5 Ổ cắm 3 pha Lộ 1 1,500 1.5

Phụ tải thường Số lộ 12 33 0.6 19.8 Ổ cắm 1 pha Lộ 6 1,500 9

Dự phòng 50 % Lộ 4 11 a ) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 1 là :

ST1 = = = 16,775( KVA ) b) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 3 là :

ST3 = = = 19,175 ( KVA ) c) Công suất phản kháng của phụ tải động lực tầng 4 là :

2.3.2.2 Phụ tải điều hòa và thông gió các tầng

Bảng 2.12 Bảng phụ tải điều hòa và thông gió các tầng

Công suất tính toán Ptt (kW) 2.1 – DBAC1

1F/PAC-01 P1 Lọai dàn lạnh nối ống gió 14 5.85

1F/PAC-05 P5 Lọai dàn lạnh treo tường 5.6 1.84

2F/PAC-02 P2 Lọai dàn lạnh nối ống gió 12.5 4.58

5F/PAC-24 P24 Lọai dàn lạnh nối ống gió 14 5.85 a ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 1 là :

ST1 = = = 172,2( KVA ) b ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 2 là :

ST2 = = = 130,92( KVA ) c)Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 3 là :

ST3 = = = 117,6375( KVA ) d ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 4 là :

ST4 = = = 11,1375( KVA ) e ) Công suất phản kháng của phụ tải điều hòa tầng 5 là :

2.3.2.3 Tổng công suất nguồn không ưu tiên

Bảng 2.13 Bảng tổng hợp công suất phụ tải không ưu tiên

STT Tên phụ tải Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA)

8 Phụ tải điều hòa tầng 5 120,35 90.263 150,44

Tổng công suất tính toán nguồn không ưu tiên: Pkut = 514,41(kW)

Công suất tính toán phản kháng của nguồn không ưu tiên :

Công suất tính toán toàn phần của nguồn không ưu tiên :

2.3 3 Phụ tải phòng cháy chữa cháy a) Bơm phòng cháy chữa cháy

Công suất tính toán tác dụng của máy bơm phòng cháy chữa cháy là:

• Công suất tính toán phản kháng của máy bơm phòng cháy chữa cháy là:

Vậy QPCCC = PPCCC Tgφ = 90 0,75 = 67,5 ( KVAr )

• Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy bơm là:

SPCCC = = = 112,5( KVA ) b) Quạt cấp thải khí hai tốc độ tầng hầm

Công suất tính toán tác dụng của quạt cấp khí hai tốc độ tầng hầm là:

• Công suất tính toán phản kháng của quạt cấp khí hai tốc độ tầng hầm là:

Vậy QTH = PTH Tgφ = 91,10 0,75 = 68,325 ( KVAr )

• Công suất tính toán toàn phần của quạt cấp khí hai tốc độ tầng hầm là:

Các tầng khác tính tương tự ta có bảng sau:

Bảng 2.14 Bảng phụ tải phòng cháy chữa cháy

STT Tên phụ tải Ptt(kW) Qtt(kVAr) Stt(kVA)

2 Quạt cấp thải khí 2 tốc độ - Tầng hầm 91,1 68,325 113,875

3 Quạt tăng áp hút khói – Tầng 1 11 8,25 13,75

4 Quạt tăng áp hút khói – Tầng 2 24 18 30

5 Quạt tăng áp hút khói – Tầng 3 37 27,75 46,25

6 Quạt tăng áp hút khói – Tầng 4 52 39 65

7 Quạt tăng áp hút khói – Tầng 5 88,6 66,45 110,75

Tổng công suất tính toán phòng cháy chữa cháy: PPCCC = 393,7(kW)

Công suất tính toán phản kháng của phòng cháy chữa cháy :

Công suất tính toán toàn phần của phòng cháy chữa cháy :

Công suất tính toán của khu trưng bày và xưởng dịch vụ

Vậy công suất tác dụng là:

Công suất tính toán toàn phần:

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP

Chọn phương án cấp điện

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc công trình ta có thể đưa ra nhiều phương án cung cấp điện khác nhau Nhưng ta nhận thấy một phương án cung cấp điện được 35ong35à hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây :

-Đảm bảo chất lượng điện, tức đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép.

-Đảm bảo độ tin cậy, tính lien tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

-Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sửa chữa.

-Có chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật hợp lý.

Thiết kế cung cấp điện cho một khu phòng trưng bày và xưởng dịch vụ gồm những vấn đề sau :

-Phụ tải phong phú, đa dạng (điện áp, công suất, pha…).

-Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao.

-Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ắc quy, máy phát …).

-Không gian lắp đặt bị hạn chế và phải thỏa mãn các yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúc xây dựng.

Yêu cầu về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định phương án cung cấp điện hợp lý Xác định đúng đắn những yêu cầu này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả khai thác và vận hành của hệ thống Để lựa chọn phương án tối ưu, cần khảo sát thực tế mặt bằng, thu thập dữ liệu liên quan và đưa ra nhiều phương án để so sánh và chọn lựa.

Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau :

1.Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế.

2.Số lượng trạm biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, chế độ làm việc của phụ tải Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại 1 và loại 2 nên đặt 2 máy biến áp, hộ loại 3 có thể dặt 1 máy biến áp.

Xác định nguồn trung áp

Đặc điểm khu trưng bày và xưởng dịch vụ nằm trong khu đô thị, nên các hệ thống hạ tầng kĩ thuật đều được đi ngầm trong tuynel hoặc hào kĩ thuật, nên nguồn điện trung áp cấp cho các trạm biến áp sử dụng cáp ngầm chống thấm. Đối với điện áp trung áp trước đây có điện áp Uđm = 35 (KV), Uđm = 10 (KV),

Uđm = 6 (KV).Hiện tại theo qui định của nghành điện lực để đảm bảo an toàn, thống nhất lưới điện trung áp về điện áp định mức Uđm = 22 (KV) Mạng cáp ngầm trung áp và các trạm biến áp phải nối với nhau tạo thành mạch vòng kín vận hành hở ( mỗi trạm dều có một nguồn vào, đưa vào trạm biến áp và đưa một nguồn để ra trạm biến áp khác thông qua một dao cách li kềm cầu chì hoặc máy cắt phụ tải) Với mục đích tạo điều kiện vận hành đơn giản, thông thường người ta cắt đôi mạch vòng thành 2 nhánh riêng rẽ

Chọn dung lượng máy biến áp và máy phát

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện, máy biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống truyền tải điện năng thống nhất.

Dung lượng máy biến áp, vị trí đặt số lượng và các phương thức vận hành của các trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế , kĩ thuật củ hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc lựa chọn dung lượng các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện.

Dung lượng và các tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó và cấp điện áp của mạng và phương thức vận hành của máy biến áp ….vì thế để lựa chọn trạm biến áp tốt nhất ta phải dựa trên những yếu tố cơ bản sau :

-An toàn và liên tục cấp điện.

-Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ nhất.

-Dung lượng máy biến áp cấp điện được chọn theo điều kiện:

SđmBA : là công suất định mức của máy biến áp

Stt : là công suất tính toán

Vậy ta chọn máy biến áp có công suất 1250 kVA có các thông số như sau : Máy biến áp phân phối hai cấp điện áp do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo ( bảng 1.5 trang 28 – sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện 0,4 đến 500 kV của NGÔ HỒNG QUANG, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2002).

Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật của máy biến áp

Công suất định mức (kVA) Điện áp định mức Tổn thất (W)

Io(%) Un(%) Cao áp Hạ áp Không tải Có tải

3.3.2 Chọn máy phát dự phòng

Như đã đề cập ở trên , khi có sự cố lưới điện trung thế 22kV thì tính cung cấp điện bị mất Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho một số phụ tải đặc biệt ta đặt thêm một máy phát dự phòng.Khi mất điện lưới thông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động ATS để cung cấp điện cho phụ tải quan trọng.

Vì máy phát điện chỉ cấp cho các phụ tải ưu tiên nên ta chọn máy phát điện theo điều kiện SMF Sut với Sut = 478,09 (kVA).

Vậy ta chọn máy phát điện Cummins 500kVA (tham khảo wed http:// tongkhomayphatdien.com/may-phat-dien/may-phat-dien-cummins-500kva/ ) có các thông số như sau:

Bảng 3.2 Bảng thông số máy phát

Thông số kỹ thuật Máy phát điện Cummins 500kVA Model CDS – 550KT

Công suất liên tục 500kVA

Công suất dự phòng 550kVA

Số pha 3 Điện áp/Tần số 400V/50Hz

Tố độ vòng quay 1500 Vòng/phút

Tiêu hao nhiên liệu 100% tải 75 lít/h Độ ồn 75 dB(A) @7m

Kiểu kết nối 3 pha , 4 dây

Thiết kế trạm biến áp cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ

3.4.1 Sơ bộ về các loại trạm biến áp

Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào công suất của trạm, số đường dây đến và số đường dây đi tới phụ tải, tầm quan trọng của phụ tải.

Trạm biến áp thường có dạng kết cấu sau: trạm trọn bộ, trạm treo, trạm bệt, trạm kín Cần căn cứ vào điều kiện đất đai, môi trường mỹ quan, kinh phí,….lựa chọn kiểu trạm thích hợp cho từng công trình, từng đối tượng khách hàng.

* Trạm trọn bộ: là trạm đã chế tạo lắp đặt toàn bộ các phần tử của trạm(biến áp, thiết bị trung áp, hạ áp), tất cả được đặt trong container kín Có ngăn chia thành 3 khoang (khoang biến áp, khoang trung áp, khoang hạ áp).

Trạm trọn bộ là giải pháp an toàn, chắc chắn, gọn nhẹ với thiết bị cao áp được cách điện bằng SF6 không cần bảo trì, phù hợp với khách hàng có tiềm lực tài chính mạnh mẽ và yêu cầu khắt khe về điều kiện đất đai chật hẹp, thẩm mỹ cao như đại sứ quán, khách sạn sang trọng, khu văn phòng đại diện và nhà khách chính phủ.

* Trạm treo : Là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị máy biến áp, trung áp , hạ áp đặt toàn bộ trên cột Riêng tủ hạ áp có thể đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xây dưới đất, tùy theo điều kiện đất đai và yêu cầu của khách hàng Trạm loại này có ưu điểm tiết kiệm đất đai nên thường được dùng cho các trạm công cộng, cơ quan.

* Trạm bệt (trạm cột): Là kiểu trạm được dùng phổ biến ở nông thôn hoặc cơ quan, những nơi điều kiện đất đai cho phép Với loại trạm này các thiết bị trung áp, đặt trên cột , máy biến áp đặt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà mái bằng Xung quanh xây tường cao 2m, có cửa sắt khóa chắc chắn Phải làm cửa thông gió phía trong có đặt lưới mát cáo để đề phòng chim, chuột, rắn…

* Trạm kín (trạm trong nhà, trạm xây) : Được dùng ở những nơi cần an toàn, những nơi nhiều khói bụi, hóa chất ăn mòn … trạm thường được bố trí thành 3 phòng: phòng trung áp đặt các thiết bị trung áp, phòng máy biến áp và phòng hạ áp đặt các thiết bị phân phối hạ áp, nhưng cũng có thể chia 2 phòng: Trong đó, máy biến áp và các thiết bị trung áp đặt chung một phòng có lưới ngăn cách Với trạm có 2 máy biến áp có thể bố trí 3 hoặc 4 phòng, với trạm này cần có hố dầu sự cố, cần đặt cửa thông gió cho phòng máy và các phòng trung áp, hạ áp, cửa thông gió phải có lưới chắn đề phòng chim chuột

3.4.2 Chọn kiểu trạm biến áp

Trong điều kiện mặt bằng cho phép ở khu trưng bày và xưởng dịch vụ, để đảm bảo mỹ quan và kinh tế ta chọn trạm kín (hợp bộ) đặt trong tầng hầm có 3 buồng, buồng trung áp đặt các thiết bị trung áp, 1 buồng đặt máy biến áp, buồng hạ áp với các thiết bị hạ áp.

Chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ

3.5.1 Các phương án đi dây trung áp Để xây dựng phương án đi dây cho hệ thống ta có thể đưa ra hai phương án đi dây:

+ Phương án 1 : Phương án đi dây bằng cáp ngầm Ưu điểm:

Dễ thi công công trình

Đường dây cáp có tính cấp điện liên tục và ổn định

Mức độ an toàn khi thi công lắp đặt và vận hành cao

Chi phí dây dẫn cao

Khi bị sự cố trong cáp khó phát hiệ để sửa chữa

+ Phương án 2: Phương án đi dây trung áp bằng dây trần Ưu điểm:

Dễ thi công công trình

Khi bị sự cố dễ phát hiệ sửa chữa

Chi phí cho dây dẫn thấp

Dễ gây nguy hiểm khi bị sự cố trên đường dây

3.5.2 Chọn phương án cấp điện

So sánh 2 phương án trên phương án nào cũng có ưu và nhược điểm nhất định Tuy nhiên do đây là khu trưng bày và xưởng dịch vụ quan trọng nhất là độ an toàn khi vận hành và mĩ quan nên tôi lựa chọn phương án đi dây trung áp bằng cáp dây trần Hiện nay khu nhà có đường dây trung áp 22kv đi qua Căn cứ vào tuyến đường dây 22 kV hiện có và vị trí đặt trạm biến áp, tôi nhận thấy phương án hợp lý nhất để cung cấp điện là lấy từ đường trục chính 22 kV sao cho chiều dài từ điểm đầu đến trạm biến áp trung tâm là nhỏ nhất.

3.5.3 Lựa chọn cáp trung áp

Nếu lựa chọn cáp và kiểm tra theo phụ tải sẵn có thì khi có một số phụ tải mới được hình thành và cần điện từ đường cáp này, khi đó công suất của phụ tải sẽ tăng Nếu các điều kiện về phát nóng cho phép, về tổn thất điện áp tăng vượt quá mức cho phép thì buộc phải thay lại cáp với tiết diện lớn hơn thì sẽ gây lãng phí lớn. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Trong trường hợp xấu nhất có thể xảy ra khi một đoạn cáp đầu nguồn của mạch này bị sự cố thì đường cáp còn lại cần phải cấp điện cho toàn bộ phụ tải có trên mạch vòng Khi đó phải có tiết diện đủ lớn để đảm bảo được điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp:

Chọn cáp theo điều kiện sau:

K1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với môi trường đặt dây, cáp (chọn K1 = 1 )

K2 : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dây dẫn và cáp đi chung một rãnh( K2 = 0,85, do 3 cáp đi chung một rãnh)

(Tra bảng 2-58, trang 656, Cung cấp điện của NGUYỄN XUÂN PHÚ, NXB khoa học và kĩ thuật )

Icp : dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây dẫn và cáp định lựa chọn. Vậy: Icp = = 38,58 (A)

Dây cáp điện Tra (theo sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ, trang 272) có tiết diện 50mm2, gồm 3 lõi cáp được cách điện bằng vật liệu XLPE, bao bọc bằng đai thép và lớp vỏ ngoài bằng nhựa PVC Sản phẩm này do hãng FURUKAWA đến từ Nhật Bản sản xuất.

Bảng 3.3 Thông số cáp trung áp

Icb ngoài trời (A) r0(Ω/km) x0(Ω/km) C0 (àF/km) IN1S (KA)

3.5.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ phía trung áp a Lựa chọn dao cách ly bảo vệ máy biến áp Điều kiện lựa chọn dao cách ly:

Bảng 3.4 Thông số dao cách ly

Loại Điện áp danh nghĩa(kV)

Dòng điện ngắn mạch cho phép (kA)

Dòng ổn định nhiệt (kA)

DN24/200 24 200 23 8 93 b Lựa chọn máy cắt đầu nguồn Điều kiện lựa chọn máy cắt đầu nguồn:

Chọn máy cắt đầu nguồn do chế tạo với các thông số kĩ thuật như sau :

Bảng 3.5 Thông số máy cắt

Loại máy cắt Uđm (kV) Iđm (A) Inmax (KA) In3s (KA)

SF6- ABB 24 630 50 24 c Lựa chọn cầu chì phía trung áp

Bảng 3.6 Bảng điều kiện lựa chọn cầu chì trung áp Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán Điện áp định mức (kV) Uđmcc > Uđm.mạng Dòng điện định mức (A) Iđmcc > Ilvmax Công suất cắt định mức (MVA) Sđmcc > Sʾʾ

Dòng điện cắt định mức (KA) Iđmcắt > Iʾʾ

Theo các tiêu chí trên, chúng tôi lựa chọn cầu chì cao áp do SIEMENS sản xuất dựa trên tra cứu trong "Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị 0,4- 500kV" của NGÔ HỒNG QUANG (NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002).

Bảng 3.7 Bảng thông số cầu chì

Loại Uđm (kV) Iđm (A) I cắtN(KA) Icắt min(A)

* Tính toán ngắn mạch tại điểm N phía cao áp máy biến áp.

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch cao áp. Điện kháng của hệ thống:

SN = Uđm.MC Ic.đm = 24 12,5= 519(KVA)

* Điện trở và điện kháng của cáp XLPE (3 240) có chiều dài: l = 300 (m) = 0,3 (km) r0 = 0,0981 Ω)/km → R = r0 L = 0,0981 0,3 = 0,02943 (Ω)) x = x0.l = 0,0963 0,3 = 0,02889 (Ω))

Tổng trở dây dẫn: Zn = = 1 (Ω))

Dòng điện ngắn mạch là:

Z là tổng trở từ hệ thống tới điểm ngắn mạch N.

I” là dòng điện ngắn mạch siêu quá độ ( KA ).

I∞ là dòng điện ngắn mạch ổn định ( KA ).

Uđm là điện áp định mức đường dây.

Dòng điện xung kích: xk xk N xk i = 2.K I = 2.K I"

Kxk là hệ số xung kích, chọn Kxk = 1,8

I” là dòng điện siêu quá độ.

Trị số IN và iXK được dùng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị điện trong trạng thái ngắn mạch. d Chọn cáp từ máy biến áp

Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp hiện cho phép.

Khi có dòng điện chạy qua cáp vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây cáp quá cao có thể làm chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ Mặt khác độ bền cơ của kim loại dẫn điện bị giảm xuống Do vậy nhà chế tạo qui định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây cáp.

Với mạng cáp hạ áp ta chọn cáp theo điều kiện cho phép.

Trong đó : k1 : là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường, chọn k1 = 1 k2 : là hệ số kể đến cáp đặt trong rãnh có nhiều cáp, vì cáp riêng rẽ nên ta chọn k2 = 0,72 (tra bảng 2-58,trang 656, Cung cấp điện của NGUYỄN XUÂN PHÚ, NXB khoa học và kĩ thuật )

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện

Dòng điện làm việc cực đại của trạm biến áp là:

Với Sđm là công suất định mức của máy biến áp

Chọn cáp ruột đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng CADIVI chế tạo (tra bảng4.13 trang 236 sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện NGÔ HỒNG QUANG).

Bảng 3.8 Thông số của cáp từ MBA đến tủ phân phối

Tiết diện định mức (mm²) Đường kính dây (mm) r0 (Ω/km) ởkm) ở 20˚C

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN HẠ ÁP

Lựa chọn thiết bị hạ áp trong tủ phân phối

4.1.1 Lựa chọn aptomat tổng bảo vệ phía hạ áp a) Lựa chọn aptomat tổng cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ

Aptomat là khí cụ điện tự động đóng, cắt mạch điện khi có quá tải.

Yêu cầu chung đối với aptomat là độ tin cậy cao bảo vệ chọn lọc sử dụng an toàn, công suất lớn, kích thước nhỏ gọn. Điều kiện chọn aptomat tổng :

Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện trang (150) ta chọn được Aptomat M20 do Merin chế tạo có các thông số kĩ thuật sau:

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật Aptomat tổng

Loại Số cực Uđm (V) Iđm

Trong đó: IN : là dòng ngắn mạch tối đa. b) Lựa chọn Aptomat bảo vệ phụ tải ưu tiên

Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện ta chọn được Aptomat doMerlin Gerin chế tạo có các thông số kĩ thuật sau:

Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật Aptomat nhóm phụ tải ưu tiên

Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) Inmax (kA) Kích thước(mm)

4.1.2 Lựa chọn máy biến dòng điện BI

Máy biến dòng điện dùng để biến đổi điện từ trị số lớn hơn xuống trị số thích hợp để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa. Thường dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng điện là 5A (đặc biệt có trường hợp trị số là 1A hay 10A), dù rằng dòng điện định mức sơ cấp có thể bằng bao nhiêu.

Máy biến dòng điện lựa chọn theo điều kiện điện áp, dòng điện, phụ tải phía thứ cấp, cấp chính xác và kiểm tra theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt Ngoài ra còn phải chọn loại máy biến dòng điện phù hợp với nơi lắp đặt trong nhà, ngoài trời, lắp trên thanh cái, lắp xuyên tường.

Việc lựa chọn máy biến dòng phải tuân theo điều kiện dưới đây:

Bảng 4.3 Điều kiện chọn máy biến dòng Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán Điện áp định mức (KV) UđmBI > Uđm.mang

Dòng điện sơ cấp định mức ( A ) Iđm > Itt ( A )

Hệ số ổn định nhiệt qd nh 2 dmBI dm.nh

Hệ số ổn định động xk d dmBI k i ³ 2.I

Từ những điều kiện trên tra bảng 8.8 trang 388 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – NGÔ HỒNG QUANG ) chọn được máy biến dòng do SEMIENS chế tạo

Bảng 4.4 Thông số máy biến dòng

Mã hiệu Iđm (A) Iđm (A) thứ cấp

4.1.3 Chọn thanh cái cho tủ phân phối hạ áp a) Lựa chọn thanh cái cho tủ phân phối hạ áp

Thanh dẫn được chọn theo điều kiện. k1.k2.Icp Ilvmax

Dự định đặt 3 thanh dẫn nằm ngang mỗi pha một thanh cách nhau 15cm, nhiệt độ trong buồng hạ áp là 25˚C Từ đó ta có k1 = 0,95 ; k2= 1.

Ta chọn thanh cái bằng đồng(tra sổ tay tả cứu và lựa chọn thiết bị điện- NGÔ HỒNG QUANG) mỗi pha đặt một thanh cho tủ phân phối hạ áp.

Bảng 4.5 Thanh cái cho tủ phân phối hạ áp

80x10 800 7,1 1900 b) Lựa chọn thanh cái cho tủ ưu tiên

Thanh dẫn được chọn theo điều kiện k1.k2.Icp Ilvmax

Dự định đặt 3 thanh dẫn nằm ngang mỗi pha một thanh cách nhau 7cm, nhiệt độ trong buồng hạ áp là 25˚C Từ đó ta có k1 = 1 ; k2= 1.

Ta chọn thang cái bằng đồng (tra sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện- NGÔ HỒNG QUANG) mỗi pha đặt một thanh cho tủ phân phối hạ áp

Bảng 4.6 Thanh cái cho tủ ưu tiên

4.1.4 Chọn kích thước cho tủ phân phối

Lựa chọn tủ phân hạ áp do SIEMENS chế tạo (tra thiết kế cấp điện, NGÔ HỒNG QUANG, NXB khoa học và kĩ thuật, Hà Nội 1998)

Bảng 4.7 Bảng thông số kích thước tủ hạ áp

Loại tủ Thiết bị Nơi đặt Kích thước

Tủ phân phối Aptomat Thanh cái 600 400 200

Lựa chọn aptomat cho các phụ tải

4.2.1 Lựa chọn aptomat cho các tầng và các phụ tải a) Tính chọn aptomat

Với dòng điện lớn nhất qua aptomat của các tầng và phụ tải được tính theo công thức Itt= (A)

Vậy ta có bảng sau:

Bảng 4 8 Bảng công suất, dòng điện tính toán của phụ tải ưu tiên

STT Tên phụ tải Stt

1 Phụ tải chiếu sáng,ổ cắm tầng hầm 40,97 59,14

2 Phụ tải chiếu sáng tầng 1 39,34 56,79

3 Phụ tải chiếu sáng,ổ cắm tầng 2 69,75 100,68

5 Phụ tải chiếu sáng ,ổ cắmtầng 4 34,49 49,8

7 Phụ tải chiếu sáng,ổ cắm trạm biến áp 3 4,33

8 Phụ tải động lực tầng 1 10,77 15,55

11 Phụ tải điều hòa tầng 1 22,3 32,19

Bảng 4.9 Bảng công suất,dòng điện tính toán phụ tải không ưu tiên

Bảng 4.10 Bảng công suất, dòng điện tính toán của phụ tải phòng cháy chữa cháy

2 Quạt cấp, thải khí 2 tốc độ- Tầng hầm 113,875 164,3

3 Quạt thải tăng áp hút khói- Tầng 1 13,75 19,85

4 Quạt thải tăng áp hút khói- Tầng 2 30 43,3

6 Quạt thải tăng áp hút khói- Tầng 4 65 93,82

Ta lựa chọn Aptomat theo tiêu chuẩn cho phép

Bảng 4.11 Bảng thông số Aptomat của các phụ tải và các tầng

Tên phụ tải Loại Aptomat Uđm

Tủ điện chiếu sáng,ổ cắm tầng hầm MCCB -3P 80A 400 80 25 3

Tủ điện chiếu sáng,ổ cắm tầng 1 MCCB -3P 80A 400 80 25 3

Tủ điện chiếu sáng,ổ cắm tầng 2 MCCB -3P 160 400 160 25 3

Tủ điện chiếu sáng,ổ cắm tầng 3 MCCB – 3P 80A 400 80 25 3

Tủ điện chiếu sáng, ổ cắm trạm biến áp MCCB – 1P 25A 400 25 6 1

Tủ động lực tầng 1(ưu tiên) MCCB – 3P 32A 400 32 25 3

Tủ động lực tầng 1(thường) MCCB – 3P 32A 400 32 25 3

Thang máy chở khách MCCB – 3P 50A 400 50 25 3

Thang nâng ô tô (2 thang) MCCB – 3P 125A 400 125 25 3

Bơm nước sinh hoạt MCCB – 3P 25A 400 25 25 3

Hệ thống máy chủ MCCB – 3P 25A 400 25 25 3

Tủ điều hòa tầng 1(ưu tiên) MCCB – 3P 50A 400 50 25 3

Tủ điều hòa tầng 1(thường) MCCB – 3P 360A 400 360 25 3

Bảng 4.12 Bảng thông số Aptomat của phụ tải phòng cháy chữa cháy

Quạt cấp, thải khí 2 tốc độ với tầng hầm sử dụng MCCB -3P 250A 400 250 25 3 Còn quạt thải tăng áp hút khói ở tầng 1, 2, 3, 4, 5 lần lượt sử dụng MCCB -3P 40A 400 40 25 3, MCCB -3P 63A 400 63 25 3, MCCB -3P 100A 400 100 25 3, MCCB -3P 125A 400 125 25 3, MCCB -3P 250A 400 250 25 3.

Ta có : Ptt =U.I I = với Ptt = Pđ kđt

Bảng 4.13 Bảng công suất và dòng điện tính toán của phụ tải tầng hầm

Vị trí Tên phụ tải Công suất (W)

-Chiếu sáng Đèn tube led 2 x 18W 36 23 828 3,01 Đèn tube led 1 x 18W 18 172 3096 11,26 Đèn tube led 1 x 9W 9 2 18 0,06 Đèn downlight led 9W 9 17 153 0,55 Đèn downlight led 5W 5 4 20 0,07 Đèn ốp trần 55ong led 9W 9 42 378 1,37 Đèn gắn tường 10 6 60 0,22

-Tủ điện bơm nước sinh hoạt 5,500 1 5500 9,9

-Tủ điện bơm nước thải 3,000 2 6000 10,82

-Tủ điện bơm nước thải 1,500 2 3000 5,42

-Tủ điện bơm trạm xử lý nước thải 5,000 1 5000 9,02

Lựa chọn Aptomat cho các phụ tải tầng hầm

Bảng 4.14 Thông số Aptomat phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng hầm

Vị trí Tên phụ tải Loại Aptomat Uđm

Chiếu sáng MCB -1P 10A 10 10 6 1 Ổ cắm MCB -1P 16A 400 16 6 1

Tủ điện bơm nước sinh hoạt MCB – 3P 25A 400 25 10 3

Tủ điện bơm nước thải MCB – 3P 25A 400 25 10 3

Tủ điện trạm xử lý nước thải MCB – 3P 25A 400 25 10 3 c) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 1

Bảng 4.15 Bảng công suất và dòng điện tính toán của phụ tải tầng 1

Vị trí Tên phụ tải Công suất (W) Số lượng

1 Đèn tube led 2 x 18W 36 8 288 1,04 Đèn tube led 1 x 18W 18 10 180 0,65 Đèn tube led 3 x 9W 27 49 1323 4,81 Đèn tube led 1 x 9W 9 3 27 0,09 Đèn downlight led 20W 20 50 1000 0,36 Đèn downlight led 9W 9 50 450 1,6 Đèn downlight led 5W 5 14 70 0,25 Đèn highbay 120W 120 24 2880 10,4 Đèn pha 150W 150 4 600 2,18

Lựa chọn Aptomat cho các phụ tải tầng 1

Bảng 4.16 Thông số Aptomat phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 1

Bình nước MCCB-1P 16A 400 16 6 1 d) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 2

Vị trí Tên phụ tải Công suất

(W) Số lượng Tổng công suất (W) Itt (A) -Chiếu sáng

2 Đèn tube led 3 x 18W 54 13 702 2,5 Đèn tube led 2 x 18W 36 1 36 0,13 Đèn tube led 1 x 18W 18 14 252 0,91 Đèn tube led 3 x 9W 27 154 4158 15,12 Đèn tube led 1 x 9W 9 2 18 0,06 Đèn downlight led

20W 20 18 360 1,3 Đèn downlight led 9W 9 112 1008 3,6 Đèn downlight led 5W 5 53 265 0,96 Đèn chiếu rọi led 80W 80 21 1680 6,1

Vị trí Tên phụ tải Loại Aptomat Uđm(V) Iđm

Chiếu sáng MCCB – 1P 10A 400 10 6 1 Ổ cắm MCCB – 1P 16A 400 16 6 1

Bình nước nóng MCCB – 1P 16A 400 16 6 1 e) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 3

3 Đèn tube led 2 x 18W 36 8 288 1,04 Đèn tube led 1 x 18W 18 8 144 0,5 Đèn tube led 3 x 9W 27 32 864 3,14 Đèn tube led 1 x 9W 9 1 9 0,03 Đèn led panel 21W 21 176 3696 13,44 Đèn downlight led 9W 9 107 963 3,5 Đèn downlight led 5W 5 14 70 0,25 Đèn highbay led 120W 120 23 2760 10,03 Đèn chiếu rọi led 80W 80 42 3360 12,22

Bình nước nóng MCCB – 1P 16A 400 16 6 1 f) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 4

(W) Số lượng Tổng công suất (W) Itt (A) -Chiếu sáng

4 Đèn tube led 2 x 18W 36 11 396 1,44 Đèn tube led 1 x 18W 18 13 234 0,85 Đèn tube led 3 x 9W 27 26 702 2,55 Đèn tube led 1 x 9W 9 2 18 0,06 Đèn led panel 39W 39 28 1092 3,97 Đèn led panel 21W 21 124 2604 9,46 Đèn downlight led 9W 9 10 90 0,32 Đèn downlight led 5W 5 14 70 0,25 Đèn highbay led 120W 120 48 5760 20,94

Vị trí Tên phụ tải Loại Aptomat Uđm(V) Iđm (A) In(KA) Số cực

Bình nước nóng MCCB – 1P 16A 400 16 6 1 g) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị tầng 5

Tổng công suất (W) Itt (A) -Chiếu sáng

5 Đèn tube led 1 x 18W 18 14 252 0,92 Đèn tube led 3 x 9W 27 20 540 1,96 Đèn tube led 1 x 9W 9 3 27 0,1 Đèn downlight led 20W 20 93 1860 6,76 Đèn downlight led 9W 9 10 90 0,3 Đèn downlight led 5W 5 12 60 0,22 Đèn highbay 120W 120 6 720 2,62 Đèn pha 150W 150 11 1650 6

-Tủ điện bơm tưới cây 3,700 1 3700 5,34

-Tủ điện bơm tăng áp 1,500 1 1500 2,16

Tủ điện bơm tưới cây MCCB – 3P 25A 400 25 10 3

Tủ điện bơm tăng áp

25A 400 25 10 3 h) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị trạm biến áp

Bảng 4.25 Bảng công suất và dòng điện tính toán của phụ tải trạm biến áp

Tên phụ tải Công suất

(W) Số lượng Tổng công suất

Chiếu sáng Đèn tube led 2 x 18W 36 8 288 1,04 Đèn tube led 1 x 18W 18 6 108 0,4 Ổ cắm

Lựa chọn Aptomat cho các phụ tải trạm biến áp

Bảng 4.26 Thông số Aptomat phụ tải chiếu sáng ổ cắm thiết bị trạm biến áp

(A) In(KA) Số cực Trạm biến áp

Chiếu sáng MCCB -1P 10A 400 10 6 1 Ổ cắm MCCB- 1P 16A 400 16 6 1 h) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải động lực tầng 1

Bảng 4.27 Bảng công suất và dòng điện tính toán của phụ tải động lực tầng

Vị trí Tên phụ tải

Phụ tải thường Ổ cắm 1 pha 1500 1 1500 5,45 Ổ cắm 1 pha 2000 2 4000 14,54

Bảng 4.28 Thông số Aptomat phụ tải động lực tầng 1

Tầng 1 Ổ cắm 1 pha MCCB -1P 16A 400 16 6 1 Ổ cắm 1 pha MCCB -1P 16A 400 16 6 1

Cầu nâng cắt kéo MCCB -3P 16A 400 16 6 3

Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải động lực tầng 3

Phụ tải thường Ổ cắm 1 pha 1500 1 1500 5,45 Ổ cắm 3 pha 1500 1 1500 2,7

Bảng 4.30 Thông số Aptomat phụ tải động lực tầng 3

Tầng 3 Ổ cắm 1 pha MCCB -1P 16A 400 16 6 1 Ổ cắm 3 pha MCCB -3P 16A 400 16 6 3

Cầu nâng cắt kéo MCCB -3P 16A 400 16 6 3

Cầu nâng 2 trụ MCCB -3P 16A 400 16 6 3 k) Lựa chọn Aptomat nhánh cho phụ tải động lực tầng 4 0

Vị trí Tên phụ tải

Phụ tải thường Ổ cắm 1 pha 1500 6 9000 32,7

Phụ tải ưu tiên Ổ cắm 1 pha 1,500 3 4500 16,36

Máy nén khí+máy sấy khí 15750 1 15750 28,42

Máy hút bụi trung tâm 5500 1 5500 9,92

Bảng 4.31.Thông số Aptomat phụ tải động lực tầng 4

Vị trí Tên phụ tải Loại Aptomat

Máy hàn bấm MCCB -3P 50A 400 50 15 3 Ổ cắm 1 pha MCCB -3P 16A 400 16 6 1

Máy nén khí+máy sấy khí MCCB -3P 40A 400 40 15 3 Máy hút bụi trung tâm MCCB -3P 20A 400 20 15 3

Lựa chọn cáp đến các tủ phân phối các tầng

Với mạng hạ áp ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép.

K1 : là hệ số kể đến môi trường,chọn K1 = 1.

K2 : là hệ số kể đến cáp đặt trong rãnh có nhiều cáp, vì cáp chung hộp cáp nên chọn K2= 0,73.

Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện

Tra PL 4.29ta chọn cáp ruột đồng 4 lõi cách điện do hãng CADIVI chế tạo.

Bảng 4.32 Thông số cáp từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối các tầng

STT Vị trí Cáp F(mm²)

1 Tủ điện chiếu sáng tầng hầm 4x25+1x16

2 Tủ điện chiếu sáng tầng 1 4x25+1x16

7 Tủ động lực tầng 1(ưu tiên) 4x6+1x6

10 Tủ động lực tầng 1(thường) 4x6+1x6

11 Tủ động lực tầng 3(thường)) 4x10+1x10

12 Tủ động lực tầng 4(thường)) 4x16+1x16

13 Tủ điện tự dùng trạm biến áp 2x4+1x4

19 Tủ điều hòa tầng 1(ưu tiên) 4x10+1x10

STT Vị trí Cáp F(mm²)

24 Tủ điều hòa tầng 1(thường) 4(1x185)+1x95

25 Tủ điều hòa tầng 2(thường) 4x120+1x70

Bảng 4.33 Thông số cáp đến các phụ tải phòng cháy chữa cháy

Tên phụ tải Cáp F(mm²)

Bơm cứu hỏa CU/FR4x120+1x70

Quạt cấp, thải khí 2 tốc độ- Tầng hầm CU/FR4x120+1x70

Quạt thải tăng áp hút khói- Tầng 1 CU/FR4x10+1x10

Quạt thải tăng áp hút khói- Tầng 5 CU/FR4x120+1x70 a)Lựa chọn cáp từ tủ chính tầng đến các phụ tải chiếu sáng ổ cắm các tầng

Bảng 4.34 Bảng thông số dây dẫn các phụ tải chiếu sáng ổ cắm tầng hầm

Tủ điện bơm nước sinh hoạt (4x4)+(1x4)

Tủ điện bơm nước thải (4x2,5)+(1x2,5)

Tủ điện trạm xử lý nước thải (4x4)+(1x4)

Các tầng khác chọn tương tự ta có bảng sau:

Bảng 4.35 Thông số dây dẫn các tầng còn l ại

Tủ điện bơm nước tưới cây 4x4+1x4

Tủ điện bơm tăng áp 4x4+1x4

Chiếu sáng 2(1x1,5)+(1x1,5) Ổ cắm 2(1x2,5)+(1x2,5) b) Lựa chọn cáp từ tủ chính tầng đến phụ tải động lực các tầng

Tên phụ tải Cáp F (mm)²

Tầng 1 Ổ cắm 1 pha 2(1x2,5)+(1x2,5) Ổ cắm 1 pha 2(1x2,5)+(1x2,5)

Tầng 3 Ổ cắm 1 pha 2(1x2,5)+(1x2,5) Ổ cắm 3 pha 4x2,5+1x2,5

Máy nén khí+máy sấy khí 4x10+1x10

Máy hút bụi trung tâm 4x4+1x4

Tính toán bù công suất

4.3.1 Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng

Phần lớn các khu nhà cao tầng trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lần công suất phản kháng Q

Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các khu nhà cao tầng có ý nghĩa không nhỏ đối với nền kinh tế Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá khu nhà dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không, nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất trong quá trình sử dụng điện năng

Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công Qúa trình trao đổi công suất

Q giữa MF và hộ tiêu thụ là một quá trình dao động Trong mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong mỗi chu kỳ của dòng điện bằng không Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay MF điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q để cung cấp trực tiếp cho phụ tải làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi do đó hệ số công suất costn của mạng được nâng cao Q, P và góc có quan hệ sau: arctg P

Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó góc giảm , kết quả là cos tăng lên

* Hệ số công suất cos được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau:

- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.

- Giảm được tổn thất điện áp tổng mạng điện

- Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

- Tăng khả năng phát của các máy phát điện

4.3.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 

Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất PK tiêu thụ có thể làm bằng các cchs như:hợp lý hoá các QT sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ cosφ công suất hợp lý hơn nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên mang lại lợi ích rất lớn vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù

Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất PK theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng.

4.3.3 Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho nhà máy có thể dung các thiết bị bù sau:

- Có khả năng điều chỉnh trơn.

- Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra

- Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phu thuộc vào dòng kích từ

- Lắp ráp vận hành phức tạp.

- Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn.

- Tổn thất công suất tác dụng ít.

- Lắp đặt , vận hành đơn giản , ít bị sự cố.

- Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ

- Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ.

- Công suất phản kháng phát ra theo bậc thang và không thể thay đổi được

- Thời gian phục vụ , độ bền kém.

Từ các đặc điểm trên, ta nhận thây có thể lựa chọn thết bị bù là các tụ điện tĩnh có ưu điểm là giá một đơn vị phản kháng phát ra là không đổi nên thuận lợi cho việc chia nhỏ thành nhóm và đặt gần các phụ tải Mặt khác, tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng , từ 3 ~5 W và vận hành đơn giản ít sự cố.

4.3.4 Xác định dung lượng bù a) Hệ số cos φ tòa nhà

Tổn thất cho phép theo quy định là từ 0,85 ~ 0,9; như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho khu chung cư để nâng cao hệ số Cosφ. b) Xác định dung lượng bù

Dung lượng bù cần thiết cho khu chung cư được xác định theo công thức :

Pttcc - phụ tải tác dụng tính toán của chung cư (kw)

 1 - góc ứng với hệ số công suất tính toán trước khi bù cos1 = 0,8

Sau khi bù công suất phản kháng, hệ số công suất sẽ đạt giá trị mong muốn (cosφ2 = 0,9) Để nâng cao hệ số công suất mà không cần lắp đặt thiết bị bù, người ta sử dụng hệ số α, nằm trong khoảng 0,9 đến 1 Hệ số này biểu thị khả năng cải thiện hệ số công suất bằng các biện pháp khác ngoài việc lắp đặt thiết bị bù.

+) phụ tải ưu tiên cos1 = 0,8=> tg1=0,75 cos2 = 0.9 => tg2 = 0,48

Với phụ tải ưu tiên của tòa tháp A đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết :

Qbù = PUTĐNA (tg1 - tg2 ) α = 910,34.(0,75-0,48).1$5,8(kVar)

Vậy ta chọn 8 tụ 30 (kVAr) cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ.

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT

Đặt vấn đề

Dòng sét là một hiện tượng thiên nhiên, đó là sự phóng tia lửa điện khổng lồ trong khí quyển giữa các đám mây và mặt đất Khi sét đánh trực tiếp hay gián tiếp vào nhà ở hay công trình không những làm hư hại nghiêm trọng cho các phương tiện vật chất mà còn gây nguy hiểm đến tính mạng con người Vì thế nhà ở và các công trình công cộng tùy theo mức độ nhất thiết phải có hệ thống các thiết bị chống sét và biện pháp bảo vệ khi có sét đánh.

Căn cứ vào đặt tính tác dụng của dòng điện, sét tầm quan trọng và quá trình sử dụng theo các yêu cầu công nghệ Toàn bộ các nhà và công trình được phân thành 3 cấp bảo vệ:

- Bảo vệ cấp I: Những công trình, trong đó có tỏa ra các chất khí hoặc hơi cháy, cũng như các bụi hoặc sợi dễ cháy chuyển sang trạng thái lơ lửng và có khả năng kết hợp với không khí hoặc chất ôxi-hóa khác tạo thành hỗn hợp nổ, có thể xảy ran gay trong điều kiện làm việc bình thường kể cả điều kieejnlafm việc bình thường ngắn hạn ( mở hoặc đóng thiết bị, chứa hoặc rót các chất dễ bắt lửa hoặc các chất lỏng chảy qua các bình để hở…) Khi xảy ra nổ sẽ gây ra những phá hoại lớn và làm chết người.

- Bảo vệ cấp II: Những công trình, trong đó có tỏa ra các chất khí, hơi, bụi hoặc sợi cháy và có khả năng kết hợp với không khí hoặc các chất ôxi-hóa khác tạo thành các hỗn hợp nổ Nhưng khả năng này chỉ xảy ra khi có sự cố hoặc làm sai quy tắc, không thể xảy ra khi làm việc bình thường Khi xảy ra nổ chỉ gây ra những hư hỏng nhỏ và không làm chết người.

- Bảo vệ cấp III: Tất cả những công trình còn lại.

Với khu trung bày và xưởng dịch vụ là nơi có nhiều tài sản quan trọng của công ty, để đảm bảo an toàn về con người và tài sản là việc làm cần thiết Do đó với công trình cần được đảm vệ chống sét đánh thẳng và chống việc xuất hiện các vùng mang điện áp cao do các đường dây, đường ống bằng kim loại dẫn vào công trình.

Các phương pháp chống sét

a) Phương pháp dùng lồng Farađây

Là lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ Theo lý thuyết sóng điện từ thì đây là phương pháp lý tưởng để phòng chống sét PPCS này được sử dụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân - Tuy nhiên phương pháp này tốn kém và không khả thi trên thực tế áp dụng cho tất cả các công trình Có một số phương pháp dạng này cần quan tâm khi tạo lồng Faraday không lý tưởng nhưng khá tốt trong phòng chống sét b) Phương pháp chống sét truyền thống

Benjamin Franklin (1752) đã đưa ra Phương pháp chống sét (PPCS) giúp bảo vệ nhà cửa và thuyền bè Phương pháp này sử dụng một kim thu sét kim loại đặt trên nóc nhà, kết nối với một dây kim loại dẫn xuống đất Franklin tin rằng PPCS thực hiện hai chức năng: làm chệch hướng tia sét vào nhà và dẫn năng lượng xuống đất Điều này giúp phân tán năng lượng điện trên mây, ngăn chặn tia sét 250 năm kiểm chứng đã chứng minh PPCS của Franklin và các phương pháp tương tự có hiệu quả trong việc giảm thiệt hại về nhà cửa và thuyền bè.

- nbsp; PPCS Franklin và hệ tương tự không phân tán điện tích và như vậy không ngăn chặn tia sét.

Phương pháp chống sét truyền thống có hai dạng là: hệ gắn thẳng với nhà và hệ bao quanh hay nằm trên Hệ Franklin là thí dụ về hệ gắn thẳng và hiện nay vẫn sử dụng rộng rãi Quy phạm NFPA 780 đã quy định về chiều cao và cách bố trí kim thu sét, kích cỡ của dây nối đất, cách thực hiện và đặc tính của hệ nối đất Gần đây một vài kiểm chứng cho thấy kim tù làm việc tốt hơn kim nhọn.

Hệ Franklin bao quanh hay nằm trên hay còn gọi là hệ mắt xích hay lưới Nó thường bao gồm hệ dây dẫn ở trên đỉnh treo trên các cột và nối với hệ thống đất- Các dây này thường đặt cách nhà khoảng 10 - 20 m Hệ này có ưu việt là một khi nó tiếp nhận tia sét thì tia sét ở cách xa khu vực bảo vệ xa hơn hệ Franklin nối trực tiếp Dạng bảo vệ này thường đắt hơn dạng gắn trực tiếp.

Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu quả chống sét 100%. Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều hơn và hiệu quả của PPCS là khá tốt, song nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy sét có thể bỏ qua kim thu sét mà đánh trực tiếp vào nhà mặc dù có thể làm kim thu sét lên rất cao - Ngay cả khi sét đánh vào kim thu sét thì dây nối đất không hiệu quả cho việc dẫn các thành phần tần số cao của tia sét khi có các vật kim loại ở gần Các nhà có chứa các dụng cụ nhạy cảm với sét như các thiết bị điện tử sẽ bị hỏng hóc Đối với các thiết bị nhạy cảm này cần phải có những thiết bị chống sét chuyên dụng Như vậy, phương pháp truyền thống trong nhiều năm qua đã chứng tỏ khả năng bảo vệ của nó, tuy nhiên đối với yêu cầu cao như hiện nay (các thiết bị điện tử, nhà máy hạt nhân, đạn dược, ) thì những nhược điểm nêu trên sẽ có thể gây thiệt hại khôn lường. c) Phương pháp không truyền thống

Một số hệ chống sét khác với dạng Franklin nổi lên trong hàng chục năm gần đây Đáng chú ý là: a, Hệ phát xạ sớm b, Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lượng sét)

Những người bảo vệ hệ dùng kim thu sét phát xạ sớm cho rằng kim này phóng tia tiên đạo lên sớm hơn so với hệ Franklin Một vài dụng cụ được sử dụng gây phát xạ sớm như nguồn phóng xạ và kích thích điện của kim Năm

1999, 17 nhà khoa học của Hội đồng khoa học ICLP (International Conference on Lightning Protection) ra tuyên bố phản đối phương pháp này.

Hệ ngăn chặn sét với mục đích là phân tán điện tích của mây dông trước khi nó phóng điện Hay nói khác đi tạo đám mây điện dương tại khu vực để làm chệch tia sét khỏi khu vực bảo vệ Nhiều dạng dụng cụ phân tán được sử dụng.Chủ yếu cấu tạo bởi rất nhiều kim mũi nhọn nối đất Những điểm này có thể như những dạng lưới kim loại, bàn chải Các dụng cụ này có tác dụng chuyển điện tích dương từ đất vào khí quyển - Nhưng vấn đề ở đây là các đám mây dông tạo điện tích và chuyển động rất nhanh Liệu các thiết bị này có kịp tạo đám mây điện tích để làm chệch tia sét hay không? Chưa có thông tin khoa học tin cậy nào thông báo về khả năng này của hệ thống có đủ tốc độ để làm lệch hướng tia sét xuống khu vực bảo vệ. d) Hút sét bằng tia laser

Ngày nay chúng ta cần chống sét cho các công trình hiện đại đòi hỏi PPCS có hiệu quả cao ví dụ như kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, các trung tâm máy tính quan trọng (điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng, ) Nhằm tìm kiếm giải pháp chống sét 100%, các công ty hàng năm đầu tư hàng triệu đôla cho công việc nghiên cứu hút sét bằng laser Các nhóm nghiên cứu mạnh về vấn đề này là giáo sư Bazelyan (Nga), giáo sư Zen Kawazaki (Nhật). Đã có những kết quả bước đầu - Tại Nhật, năm 1997 sau rất nhiều lần thử nghiệm người ta đã 2 lần thu được tia sét bằng cách này Theo ý kiến các chuyên gia, về kỹ thuật có thể thực hiện được Khó khăn ở chỗ đồng bộ hoá và chi phí cho một cú chống sét bằng phương pháp này có thể nói đắt hơn vàng Hướng nghiên cứu này đang được tiếp tục. e) Phương pháp phòng chống tích cực

Một dạng phương pháp được sử dụng có hiệu quả trong những năm gần đây là dự báo dông sét sớm Nhờ vào các thiết bị hiện đại như ra đa, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện, người ta có thể dự báo được khả năng có dông sét xảy ra tại khu vực trong khoảng thời gian từ vài giờ đến 30 phút Các phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong hàng không, điện lực, an toàn cho con người

Chống sét cho khu nhà cao tầng

Qua khảo sát thực tế, công trình không nằm trong vùng bảo vệ chống sét của công trình khác nên cần tính toán hệ thống chống sét riêng cho công trình.Các công trình cao tầng hiện nay thường sử dụng thiết bị chống sét phát tia tiên đạo Trong công trình này ta sử dụng đầu thu sét phát tia tiên đạo của hãngHELITA- Pháp.

5.3.1 Đầu thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo PULSAR18 (the early STREAMER EMISION lightning (ESE) )

PULSAR là hệ thống chống sét tiên tiến bậc nhất thế giới do HELITA-Pháp chế tạo với công nghệ phát xạ sớm thế hệ IV HELITA đã đạt được chứng nhận sáng chế năm 1985, tuân thủ tiêu chuẩn an toàn NFC 17- 102/1995 của Pháp và sở hữu các chứng nhận quốc tế từ L.C.I.E, BSI, KERI, MINT Hệ thống PULSAR đã trải qua quá trình thử nghiệm tại L.C.I.E, EDF và DE PHYSIQUE DES DECHARGES.

- Hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn.

5.3.2 Đầu thu sét PULSAR18: a Nguyên tắc hoạt động: Đầu thu sét PULSAR nhận năng lượng cần thiết trong khí quyển để tích trữ các điện tích trong bầu hình trụ PULSAR sẽ thu năng lượng từ vùng điện trường xung quanh trong thời gian giông bão khoảng từ 10 tới 20.000 V/m. đường dẫn chủ động bắt đầu ngay khi điện trường xung quanh vượt quá giá trị cực đại để bảo đảm nguy cơ sét đánh là nhỏ nhất.

Phát ra tín hiệu có hiệu điện thế cao với một biên độ, tần số nhất định tạo ra đường dẫn sét chủ động về phía trên đồng thời trong khi đó làm giảm điện tích xung quanh đầu thu sét tức là cho phép giảm thời gian yêu cầu phát ra đường dẫn sét chủ động về phía trên liên tục. Điều khiển sự giải phóng ion đúng thời điểm: thiết bị ion hóa cho phép ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời điểm thích hợp đặc biệt, chỉ vài phần của giây trước khi có phóng điện sét, do đó đảm bảo dẫn sét kịp thời, chính xác và an toàn.

PULSAR là thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, không gây ra bất kì tiếng động, chỉ tác động trong vòng vài μs trước khi có dòng sét thực sựs trước khi có dòng sét thực sự đánh xuống và có hiệu quả trong thời gian lâu dài. b So sánh với các hệ thống chống sét cổ điển, phương pháp này có các ưu điểm sau:

Stt Đặc tính Hệ thống đầu thu sét công nghệ tiên tiến PULSAR

Năm 1985 nhận bằng sáng chế HELITA-CNRS về đầu thu sét PULSAR Năm 2003 phát triển công nghệ phát xung điện thế cao thế hệ IV.

Sử dụng công nghệ hiện đại phát ra xung điện thế cao để thu hút và bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống từ đám mây giông (chủ động dẫn sét).

3 Cấu tạo và lắp đặt

- Thường chỉ cần một đầu thu sét PULSAR cho mỗi công trình thích hợp với mọi công trình đặc biệt là các trụ sở, văn phòng giao dịch, khách sạn, trung tâm công nghệ thông tin, bệnh viện, chung cư cao tầng

- Tạo thẩm mỹ cho kiến trúc công trình.

- Dễ dàng lắp đặt trong thời gian ngắn, không gây thấm dột mái sau này khi đưa công trình vào sử dụng.

4 Độ an toàn Độ an toàn rất cao do vùng bảo vệ rộng lớn ( có bán kính bảo vệ tháp nhất là 55m và cao nhất là 130m ) Bảo vệ cho các vùng lân cận Chống sét đánh tạt, đánh xuyên.

- Chống được sét đánh trực tiếp có hiệu quả tốt cho các tòa nhà cao tầng, kho bạc, ngân hàng, trạm viễn thông, khách sạn, đài phát sóng, kho xăng dầu, khí đốt, khu công nghiệp, khu chế xuất

- Những nơi được trang bị các thiết bị điện, điện tử máy móc hiện đại có giá trị lớn, trung tâm công nghệ thông tin, các kho chứa tiền c Vùng bảo vệ:

Bán kính bảo vệ Rp của đầu thu sét được tính theo tiêu chuẩn an toàn quốc gia Pháp NFC17-102 năm 1995. d Đầu thu sét PULSAR18:

- Đầu thu sét PULSAR18 dài 72cm, đường kính dài 18mm.

- Đĩa PULSAR với đường kính 85mm.

- Bầu hình trụ 200mm chứa thiết bị phát tia tiên đạo tạo đường dẫn sét chủ động.

- Đường kính phía ngoài ống PULSAR 30 mm.

- Kẹp nối dây để đưa thoát sét xuống đất. Đầu thu sét PULSAR18 có chiều dài 2m là một khối bằng thép không gỉ siêu bền Kết cấu PULSAR này được liên kết với bộ ghép nối bằng Inox dài 2m do vậy chịu mọi hoàn cảnh thời tiết khắc nghiệt, cùng tồn tại với tòa nhà được đặt trên mái công trình có bán kính bảo vệ cấp III, Rbv = 61,23 m Đầu thu sét được đặt tại vị trí cao nhất của công trình trên cột tháp ăngten và có bán kính bảo vệ được tính theo công thức sau đây:

Rp: bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt PULSAR18. h: chiều cao đầu thu sét PULSAR ở trên bề mặt được bảo vệ.

D: chiều cao ảo tăng thêm khi chủ động phát xung theo tiêu chuẩn cấp bảo vệ.

Thay vào công thức trên với: h = 5m

D = 75m ΔL = 10L = 10 6 ΔL = 10T ( đường dẫn chủ động ) ΔL = 10T của PULSAR18 = 18μs trước khi có dòng sét thực sựs 10 -6 s

Mỗi tòa tháp của chung cư sẽ được lắp đặt một kim thu sét có bán kính bảo vệ Rbv = 61,23 m.

Cáp dẫn sét bao gồm 2 đường cáp đồng bện thoát sét đảm bảo khả năng dẫn sét nhanh chóng an toàn cho công trình, cáp thoát sét với diện tích cắt ngang là 70mm 2 Cách 1,5m có một bộ kẹp định vị cáp thoát sét.

5.3.4 Tính toán hệ thống nối đất chống sét

+ Xác định điện trở của một cọc thép:

Ta có: ρ = 1 10 4 Ω)/cm ρmax = Kmax ρ Ω)/cm

Với Kmax là hệ số theo mùa tra PL6.4 (TL 1)

Cọc nối đất bằng thép góc L60 x 60 x 6 dài 2,5m có điện trở nối đất tính theo công thức:

Trong đó: ρ: là điện trở suất của đất, Ω)/cm

Kmax: là hệ số theo mùa

+ Xác định sơ bộ số cọc:

1R1c: là điện trở nối đất của 1 cọc

Rd(yc): là điện trở của thiết bị nối đất theo quy định Rd = 10 Ω) ηc: là hệ số sử dụng cọc.

Tra bảng PL6.6 (TL 1) ta chọn ηc = 0,78

Xác định điện trở của thanh nối nằm ngang:

Trong đó: ρmax: là điện trở suất của đất ở độ sâu chân thanh nằm ngang. ρmax = K ρ với K là hệ số hiệu chỉnh tăng cao điện trở suất của đất, chọn K = 2 l: là chiều dài (chu vi) của mạch tạo trên bởi các thanh, cm. l = 5 5 = 25m = 2500cm. b: là bề rộng thanh nối b = 40mm = 4cm t: là chiều sâu thanh nối t = 0,8m = 80cm

Vậy thay vào công thức trên ta được:

= = (Ω)) Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng ηt

R h (Ω)) Tra bảng PL6.6 (TL 1) ta chọn ηt = 0,83

Vậy R't = 0,83 8,8 = 10,6 (Ω)) Điện trở khuếch tán của 6 cọc chôn thẳng đứng R'c

= = = h (Ω)) Điện trở của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang.

Vậy Rnd < Rd = 10 Ω) - thỏa mãn yêu cầu đặt ra.

Như vậy ta dùng 6 cọc thép góc L60 x 60 x 6 mỗi thanh dài 2,5m chôn thành dãy dài 25m, nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40x4mm đặt cách mặt đất 0,8m điện trở của hệ thống Rd < 10Ω).

Việc liên kết giữa cọc thép bọc đồng và cáp đồng thoát sét bằng bộ kẹp đặc chủng nối đất ( Ground Rod Clamp ) tuân theo tiêu chuẩn chống sét 20 TCN 46-84 hiện hành của Bộ Xây Dựng.

Hình 5.1 Hình mặt bằng chống sét tòa, nối đất

Tiêu đề	Thiết kế cung cấp điện cho khu trưng bày và xưởng dịch vụ Công ty TNHH Ô tô Ngôi Sao Việt Nam
Tác giả	Phạm Hữu Quân
Người hướng dẫn	TS. Phạm Hồng Khoa
Trường học	Trường Đại học Hải Phòng
Chuyên ngành	Điện Công nghiệp và Dân dụng
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	5,9 MB