Thiết kế cung cấp Điện khối văn phòng 16 láng hạ, ba Đình, hà nội dành cho các bạn làm đồ án tốt nghiệp
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG
Tổng quan về kiến trúc nhà cao tầng
Sơ lược về nhà cao tầng ở Việt Nam Khi Mỹ đưa quân vào miền Nam Việt Nam vào những năm 60 của thế kỷ trước kéo theo nhiều thay đổi về mặt kinh tế xã hội cũng như hạ tầng kỹ thuật của các đô thị đặc biệt là Sài Gòn Cũng chính tại đây vào thời gian này, kiến trúc nhà cao tầng bắt đầu được du nhập vào Việt Nam Tiêu biểu là các cao ốc: Thư viện Quốc gia, Trụ sở Việt Nam Thương tín, Bệnh viện Chợ Rẫy, Cao ốc chung cư 727 Trần Hưng Đạo, Khách sạn Palace, Khách sạn Caravel… Phần lớn nhà cao tầng thời gian này được các KTS Việt Nam thiết kế, có chiều cao khiêm tốn, cao nhất cũng chỉ khoảng 14 tầng nhưng đã đánh dấu sự xuất hiện của kiến trúc nhà cao tầng tại Việt Nam Năm 1987 khách sạn Hà Nội cao 11 tầng được xây dựng tại Hà Nội là nhà cao tầng được xây dựng thí điểm ở miền Bắc Từ những năm 1990, chính sách đổi mới kêu gọi đầu tư nước ngoài cùng với sự phát triển kinh tế đã tạo điều kiện đẩy mạnh xây dựng nhà cao tầng ở một số đô thị lớn ở Việt Nam Sự phát triển nhanh chóng thể loại nhà này đã làm thay đổi bộ mặt đô thị của cả nước, đầu tiên là ở Hà Nội và TP HCM, sau đó lan rộng ra nhiều tỉnh, thành khác Có thể kể đến một số công trình nhà cao tầng tiêu biểu ở Việt Nam hiện nay như sau: – Tòa nhàKeangnam Hanoi Landmark với chiều cao: 336 m gồm 72 tầng bao gồm 2 cao ốc căn hôh 50 tầng cùng với 1 tháp cao 72 tầng.Chức năng: Nhà ở, trung tâm thương mại, căn hôh và khách sạn – Tòa nhà Hanoi Lotte Center với chiều cao: 267 m gồm 65 tầng với 5 tầng hầm, là một tổ hợp thương mại, căn hộ, khách sạn, nhà ở – Toà nhà Bitexco Tower: Cao 262,5 m với 68 tầng, được thiết kế dựa theo nguyên mẫu của hoa sen, quốc hoa của Việt Nam Với thiết kế bằng kính ấn tượng cộng thêm khu đỗ trực thăng, tháp Bitexco hiện là toà nhà cao nhất TP HCM – Tháp VietcomBank với chiều cao: 205 m là trụ sở mới của Vietcombank rộng 55.000 m2 và sẽ nhìn ra sông Sài Gòn Dự kiến, tháp sẽ chính thức đi vào hoạt động trong năm 2015 – Trung tâm Hành chính Đà Nẵng với chiều cao: 166,9 m có thiết kế giống như ngọn hải đăng và sở hữu công nghệ quản lý hiện đại, Trung tâm Hành chính Đà Nẵng là toà nhà cao nhất thành phố Không những vậy, công trình này còn được đánh giá cao bởi tính thân thiện với môi trường.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
Hình 1.1: Phối cảnh tòa nhà – Keangnam Hanoi Landmark
1.1.1 Quy hoạch nhà cao tầng
Hiện nay, Nhà nước vẫn chưa có những chính sách phù hợp cho vấn đề quản lý xây dựng nhà cao tầng Mặc dù, vẫn có một số quy định, hướng dẫn của Bộ Xây dựng về chỉ tiêu số tầng cao và mật độ xây dựng cho các công trình nhưng thực tế vấn đề quản lý xây dựng các nhà cao tầng không phải lúc nào cũng đúng với quy định Có rất nhiều cao ốc do tư nhân bỏ tiền ra đầu tư với quy mô nhỏ nhằm làm văn phòng hoặc cho các công ty thuê, diện tích đất xây dựng chỉ khoảng 100-200m2 với số tầng cao phổ biến từ 9-15 tầng Các cao ốc dạng này hầu hết đều được xen cấy vào các dãy phố mặt tiền, với mật độ xây dựng 100% Xung quanh không có khoảng trống dành cho cây xanh, mặt nước, vỉa hè không đủ rộng, không có khoảng lùi theo tiêu chuẩn, phần lớn đều không có tầng hầm để xe, hoặc có thì nhỏ không đáp ứng đủ diện tích cho người sử dụng công trình… Các nhược điểm trên trước mắt làm xấu đi bộ mặt cảnh quan chung của các khu phố, nguy hại hơn, về lâu dài sẽ làm ảnh hưởng đến các vấn đề sinh khí hậu, môi trường xung quanh.
Các công trình cao tầng có quy mô lớn, do nhà nước hoặc các công ty lớn đầu tư xây dựng được quan tâm hơn trong vấn đề quản lý quy hoạch – Khoảng lùi, dân số, diện tích xây dựng, tổng diện tích sàn xây dựng, cây xanh, giao thông, … đảm bảo tuân thủ theo Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam, Tiêu chuẩn thiết kế chuyên ngành,… Nhưng cũng mới chỉ giải quyết chủ yếu cơ bản từng công trình riêng lẻ, chưa thể kiểm soát tốt nhất đến quy hoạch nhà cao tầng cho cả một khu đô thị, nhất là các thành phố đã có một quá trình phát triển nhà cao tầng như Hà Nội, TP HCM… Các quy hoạch chi tiết đã được các cấp thẩm quyền phê duyệt, tuy nhiên vì nhiều lí do và những quy định nên chủ đầu tư đã triển khai không đúng như quy hoạch được duyệt, dẫn đến tình trạng phải điều chỉnh quy hoạch, ảnh hưởng lớn đến việc đầu tư và tiến độ hình thành dự án cũng như tiến độ vào ở của người dân nếu như có nhu cầu mua chung cư.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
1.1.2 Hình thức kết cấu và vật liệu xây dựng nhà cao tầng
Sự phát triển công trình cao tầng tại Việt Nam chậm hơn các quốc gia khác hàng chục năm về mặt kết cấu chịu lực và vật liệu xây dựng Hiện nay, nhà cao tầng phổ biến sử dụng kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực Tuy nhiên, Việt Nam vẫn chưa thể sản xuất vật liệu đạt tiêu chuẩn hoặc thi công theo phương pháp mới Việc nhập khẩu vật liệu nước ngoài đẩy cao chi phí xây dựng, khiến nhà đầu tư khó tiếp cận Do đó, kết cấu khung bê tông cốt thép vẫn được ưu tiên lựa chọn.
Chiều cao nhà cao tầng phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển của hệ thống giao thông theo chiều đứng Một trong các vấn đề gặp phải của nhà siêu cao tầng là sự liên hệ giao thông giữa các phần của tòa nhà rất khó khăn Di chuyển theo chiều đứng chủ yếu phụ thuộc vào thang máy Để đảm bảo cho sự thích nghi của con người, tốc độ thang máy chỉ có giới hạn nhất định Tuy nhiên, với trình độ khoa học kỹ thuật phát triển như ngày nay, vấn đề này hoàn toàn có thể khắc phục – Với sự thông dụng của hệ thống cáp treo, của đường sắt trên không, và có thể tưởng tượng xa hơn đến sự phát triển các hệ thống giao thông tối tân khác Khi đó, mối liên hệ ngang giữa các phần của các nhà siêu cao tầng sẽ trở nên mật thiết, dễ dàng, mô hình phát triển đô thị theo chiều đứng mới thật sự hoàn thiện và đúng với ý nghĩa của nó Trong mỗi đô thị, tuỳ theo quy mô to nhỏ khác nhau, cần hướng tới việc quy hoạch vị trí các nhà cao tầng tập trung theo từng cụm Trong mỗi cụm quy hoạch theo hệ thống mạng lưới ô vuông có môđun Điều này sẽ tạo cơ sở thuận lợi cho việc lắp đặt thêm các hệ thống giao thông trên cao lúc cần thiết trong tương lai.
1.1.3 Về vấn đề lựa chọn hình thức kết cấu và thi công
Hình thức kết cấu chủ yếu của nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay là khung bê tông cốt thép Bê tông có ưu điểm chịu lực tốt, bền và là dạng vật liệu thông dụng, giá thành rẻ nhưng không thể tái sử dụng; nhước điểm lớn là nặng nề Có thể hình thức này sẽ giúp nhà đầu tư tiết kiệm được chi phí xây dựng trước mắt, nhưng về lâu dài sẽ khó khăn và tốn kém hơn nhiều lần trong chi phí cải tạo hay phá bỏ khi công trình quá hạn sử dụng Vì vậy, chúng ta không nên quá nóng vội, lấy số lượng nhà cao tầng được xây làm thước đo cho tốc độ đô thị hoá, hiện
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng đại hoá mà phải lấy chất lượng và khả năng thích ứng trong tương lai làm tiêu chuẩn, nhất là các công trình nhà siêu cao tầng sau này Để đạt được điều đó, cần chú trọng nghiên cứu, học hỏi, nhập khẩu các công nghệ hiện đại, sử dụng các vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, đảm bảo các yếu tố tiện nghi, kỹ thuật, dễ dàng tháo lắp và tái sử dụng sau này, giúp hạn chế tối đa lượng rác thải xây dựng không thể tái sử dụng.
1.2.4 Về phát triển nhà cao tầng theo xu hướng bền vững Đó là hướng thiết kế nhà ở bảo đảm được sự phát triển bền vững và đa dạng sinh học của các đô thị, đem lại một môi trường trong sạch, vệ sinh, trong đó con người và mọi dạng sinh học được phát triển cân đối, hài hoà, tốt đẹp, không chỉ hiện tại mà cả trong tương lai.
Hình 1.3: Tháp Bitexco TP HCM
Thiết kế nhà ở cao tầng bền vững, trước hết là thiết kế thích ứng với khí hậu, tạo lập được một môi trường sống vệ sinh, tiện nghi Cụ thể là thiết kế tận dụng tối đa năng lượng mặt trời, ánh sáng tự nhiên, gió, sử dụng cây xanh, mặt nước, sử dụng lại nước sinh hoạt, tiết kiệm năng lượng nhân tạo, và tài nguyên thiên nhiên, sử dụng năng lượng tái tạo, giảm thải các chất ô nhiễm vào môi trường, từ lúc công trình xây dựng, trong suốt quá trình vận hành cho đến khi phá dỡ. Thiết kế nhà ở bền vững còn quan tâm đến mọi hoạt động của con người, từ công việc, học tập, đến sinh hoạt văn hoá, chính trị, xã hội và mọi nhu cầu dịch vụ phục vụ con người như giao thông, giải trí, giao tiếp…
Nhà cao tầng theo xu hướng nhà ở bền vững áp dụng cho điều kiện ở Việt Nam cần đáp ứng được các yêu cầu sau:
– Thích ứng với khí hậu vùng nhiệt đới của địa phương. – Tiếp cận khí hậu sinh học (sinh khí hậu) trong việc thiết kế các công trình nhà cao tầng
– Mức độ tiện nghi và không gian sinh hoạt,làm việc phù hợp với người Việt Nam.
– Giảm thiểu tối đa tiêu thụ năng lượng, tận dụng năng lượng tự nhiên.
– Đạt được giá trị thẩm mỹ tốt, lâu dài.
– Phù hợp với cảnh quan và môi trường.
Phát triển bền vững Nhà ở bền vững
Hình 1.4: Hai sơ đồ về khái niệm Phát triển bền vững vàNhà ở bền vững
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
Xây dựng nhà cao tầng và đặc biệt là nhà siêu cao tầng là tất yếu vì những ưu điểm của loại hình nhà này, và do sự thúc đẩy của nhiều yếu tố kinh tế xã hội khác Do đặc điểm kỹ thuật xây dựng và tổ chức cuộc sống khác với nhà thấp tầng, nên cũng nảy sinh nhiều vấn đề có liên quan đến năng lượng và môi trường sinh thái Đó chính là lý do của sự hình thành và phát triển kiến trúc nhà cao tầng sinh thái, bởi vì chính loại hình kiến trúc này sẽ giải quyết mối quan hệ giữa quá trình đô thị hoá tất yếu và sự phát triển bền vững của các đô thị Nhà cao tầng sinh thái là tất yếu để phát triển nhà cao tầng theo xu hướng nhà ở bền vững tại Việt Nam và cũng là xu hướng chung ở các đô thị trên toàn thế giới.
Giới thiệu chung về khối văn phòng 16 láng hạ - ba đình - hà nội 9 1.3 Các tiêu chuẩn thiết kế điện
ba đình - hà nội Được đầu tư bởi tập đoàn BRG Group, do P&T Consultants (Singapore) làm đơn vị thiết kế Quy mô dự án gồm có 03 khối nhà: Khối văn phòng (19 tầng), khối ngân hàng (9 tầng) và khối căn hộ (19 tầng).
Tên dự án: BRG Grand Plaza
Tên thường gọi: Chung cư 16 Láng Hạ
Chủ đầu tư: Tập đoàn BRG Group Đơn vị thiết kế: Tập đoàn P&T
Tư vấn giám sát: Coninco Đơn vị thi công: Posco E&C Việt Nam
Vị trí dự án: Số 16 đường Láng Hạ, phường Láng Hạ, quận Ba Đình, Hà Nội.
Quy mô: Với 3 toà nhà: Toà căn hộ (19 tầng), toà văn phòng
(19 tầng), toà ngân hàng (9 tầng).
Loại hình phát triển: Căn hộ cao cấp – Văn phòng – Biệt thự.
Biệt thự cao cấp: được thiết kế 3 tầng, ngay sát hồ Thành
Giá dự kiến: Khoảng 65 – 80 triệu/m 2 (Full nội thất).
Dự kiến bàn giao: Quý I/2020.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
Hình 1.5 Mặt bằng tổng thể
1.3 Các tiêu chuẩn thiết kế điện
1.3.1 Tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt điện công trình.
1 TCVN 185:1986 Hệ thống tài liệu thiết kế - Kỹ thuật bằng hình vẽ trên sơ đồ điện-Thiết bị điện và dây dẫn trên mặt bằng.
2 TCXD 25:1991 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
3 TCXD 27:1991 Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
4 TCVN 2328:1978 Môi trường lắp đặt thiết bị điện - Định nghĩa chung.
5 TCVN 2546:1978 Bảng điện chiếu sáng dành cho nhà ở - Yêu cầu kỹ thuật.
6 TCVN 7447-1:2004 Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà- Phần I-Nguyên tắc cơ bản – Đánh giá các đặc tính chung, định nghĩa.
7 TCVN 7447-5-51:2004 Hệ thống lắp đăt điện của các tòa nhà, Phần 5-51: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện – Quy tắc chung. 8.TCVN 7447-5-55:2005 Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà - Phần 5-55: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện-Các thiết bị khác.
9 TCVN 7447-5-53:2005 Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà
- Phần 5: 53: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện – Cách ly , đóng cắt và điều khiển.
10 TCVN 7447-5-54:2005 Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà, Phần 5-54 : Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện - Bố trí nốI đất – dây bảo vệ và dây liên kết bảo vệ.
11 TCXDVN 319:2004 Lắp đặt hệ thống nốI đất thiết bị cho các công trình công nghiệp – Yêu cầu chung.
12 11 TCN – 18-2006 Quy phạm thiết bị điện - Phần I-Quy định chung.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
13 11TCN –19-2006 Quy phạm trang bị điện - Phần II- Hệ thống đường dẫn điện.
15 11TCN –20-2006 Quy phạm trang bị điện - Phần III- Trang bị phân phốI và trạm biến áp.
15 11TCN –21-2006 Quy phạm trang bị điện - phần IV - Bảo vệ và tự động.
16 TCVN 3715:1981 Trạm biến áp trọn bộ công suất đến 1000KVA, Điện áp đến 20KV- Yêu cầu kỹ thuật.
1.3.2 Tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt chiếu sáng công trình.
1 TCVN 4400:1987 Kỹ thuật chiếu sáng - Thuật ngữ và định nghĩa.
2 TCXD 29:1991 Chiếu sáng tự nhiên trong công trình dân dụng – Tiêu chuẩn thiết kế.
3 TCVN 3743:1983 Chiếu sáng nhân tạo các nhà công nghiệp và công trình công nghiệp.
4 TCVN 2062:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong nhà máy xí nghiệp dệt thoi sợ bông.
5 TCVN 2063:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong nhà máy cơ khí.
6 TCVN 3257:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong xí nghiệp may công nghiệp.
7 TCVN 3258:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong nhà máy đóng tàu.
8 TCVN 4213:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong xí nghiệp chế biến mủ cao su.
9 TCXDVN 253:2001 Lắp đặt thiết bị chiếu sáng cho các công tình công nghiệp – yêu cầu chung.
10 TCXD 16:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng.
11 TCXDVN 333:2005 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và - Hạ tầng đô thị - Tiêu chuẩn thiết kế.
12 TCXDVN 259:2001 Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường - Đường phố - Quảng trường đô thị.
13 TCVN 5828:1994 Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật chung.
1.3.3 Tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt thiết bị thông gió và điều hòa không khí, sưởi ấm, âm thành.
1 TCVN 5687:1992 Thông gió, Điều tiết không khí-SưởI ấm – Tiêu chuẩn thiết kế.
2 TCXD 232:1999 Hệ thống thông gió - điều hòa không khí và cấp lạnh - Chế tạo - lắp đặt - nghiệm thu.
3 TCVN 4510:1988 Studio âm thanh – Yêu cầu kỹ thuật về âm thanh kiến trúc.
4 TCVN 4611:1998 Studio âm thanh – Yêu cầu kỹ thuật về âm thanh xây dựng.
5 TCVN 4611:1988 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Ký hiệu quy ước cho thiết bị nâng chuyển trong nhà công nghiệp.
1.3.4 Tiêu chuẩn thiết kế cấp thoát nước công trình
Cấp nước - Thuật ngữ và định nghĩa
Thoát nước - Thuật ngữ và định nghĩa
Hệ thống tài liệu thiết kế - Ký hiệu đường ống
Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng - Ký hiệu đường ống trên hệ thống kỹ thuật vệ sinh
Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng - Ký hiệu quy ước trang thiết bị kỹ thuật vệ sinh
Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng
Thoát nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế
Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế
Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế
Hệ thống cấp thoát nước - Quy phạm quản lý kỹ thuật
Quy trình quản lý kỹ thuật trong vận hành các hệ thống cung cấp nước
Chất lưọng nứơc, nuớc thải sinh hoạt giới hạn ô nhiễm cho phép 13.TCXDVN 51 : 2006
Thoát nước - mạng lưới bên ngoài và công trình - tiêu chuẩn thiết kế
Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn
Nước cấp sinh hoạt - Yêu cầu chất lượng
1.3.5 Tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt thiết bị thông gió, điều hoà không khí, sưởi ấm, âm thanh
Thông gió, điều tiết không khí, sưởi ấm - Tiêu chuẩn thiết kế 2.TCXD 232:1999
Hệ thống thông gió, điều hoà không khí và cấp lạnh - Chế tạo, lắp đặt và nghiệm thu
Studio âm thanh - Yêu cầu kỹ thuật về âm thanh kiến trúc
Studio âm thanh - Yêu cầu kỹ thuật về âm thanh xây dựng 5.TCVN 4611: 1988
Hệ thống tài liệu thiết kế Xây dựng - Ký hiệu quy ước cho thiết bị nâng chuyển trong nhà công nghiệp
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
Tính toán phụ tải
2.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán
Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện Việc xác định chính xác phụ tải điện anh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của lưới cung cấp điện sau này Nếu phụ tải điện tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị, nguy hiểm hơn có thể dẫn đến cháy nổ thiết bị, gây ra hậu quả khôn lường Còn nếu phụ tải điện tính toán lớn hơn nhiều so với phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí, tốn kém Phụ tải điện dùng trong giai đoạn thiết kế tính toán lưới cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán với định nghĩa: phụ tải tính toán là phụ tải cực đại dài hạn không thay đổi theo thời gian và tương đương với phụ tải thực tế về hiệu suất phát nhiệt.
Mục đích của việc tính toán phụ tải điện tại các nút nhằm:
• Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện.
• Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.
• Chọn các thiết bị chuyển mạch, đóng cắt và bảo vệ.
• Chọn dung lượng thiết bị bù.
Nguyên tắc chung để xác định phụ tải tính toán của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện, và ta chỉ cần tính toán tại các điểm nút của hệ thống cấp điện cho đối tượng. Để thuận tiện cho quá trình tính toán và đảm bảo độ chính xác ta sẽ xác định phụ tải tính toán lần lượt theo từ các văn phòng, các phụ tải thuộc từng tầng rồi đến các tầng đến tổng thể tòa nhà từ các dữ liệu đã có Sau đó ta sẽ phân nhóm phụ tải và tính toán công suất tính toán tổng của nhóm phụ tải theo hệ số đồng thời để chọn các thiết bị điện liên quan như đường dây, trạm biến áp.
Sự đa dạng của các điều kiện và đặc điểm của bài toán xác định phụ tải ứng với các mục đích khác nhau dẫn đến có nhiều phương pháp khác nhau trong việc tính toán phụ tải Một số phương pháp thường sử dụng tham khảo tài liệu [5] (trang 80) gồm có:
• Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
• Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải tính trên một đơn vị sản xuất.
• Xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
• Xác định phụ tải theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
Trong khuôn khổ đồ án, để tính toán sát với các công trình thực tế hiện nay và hợp quy chuẩn ta sẽ tham khảo thêm các tiêu chuẩn TCVN 9206_2012; và 1 số tài liệu khác Các định nghĩa trong tiêu chuẩn cũng có ý nghĩa tương tự như các phương pháp trình bày ở trên Công suất tính toán cho nhà ở và công trình công cộng được xác định theo số lượng và công suất của thiết bị điện dự kiến lắp đặt trong công trình, áp dụng hệ số sử dụng ksd, hệ số đồng thời kđt và hệ số yêu cầu kyc.
Chương 2: tính toán phụ tải
- Hệ số sử dụng Ksd là tỉ số giữa công suất yêu cầu lớn nhất Pyc với công suất điện định mức Pdm của mỗi thiết bị tiêu thụ điện.
Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt, nhất là cho các động cơ vì chúng ít khi chạy đầy tải:
- Hệ số đồng thời Kđt được dùng để tính toán công suất của một nhóm thiết bị điện Hệ số đồng thời Kđt của nhóm thiết bị điện là tỉ số giữa công suất tính toán Ptt của nhóm thiết bị điện với tổng công suất yêu cầu của từng thiết bị điện Pyci trong nhóm đó.
- Hệ số yêu cầu Kyc của nhóm thiết bị điện là tỉ số giữa công suất tính toán của nhóm thiết bị điện với công suất đặt của nhóm thiết bị điện đó.
(2.3) Giá trị của các hệ số trên được tham khảo tại tài liệu Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9206_2012 và tài liệu hướng dẫn thiết kế
- Công suất tính toán của phụ tải động lực trong công trình được tính theo công thức:
PĐL = PTM + PBT + PĐH (kW) (2.4) yc sd dm
PĐL - Công suất tính toán (kW) của phụ tải động lực.
PTM - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy trong công trình.
PBT - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió trong công trình.
PĐH - Công suất tính toán (kW) của phụ tải điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm trong công trình.
+ Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy được tính theo công thức:
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 (kW) của các khí cụ điều khiển và các đèn điện trong thang máy thứ i có giá trị Pgi Nếu không có số liệu cụ thể, có thể lấy giá trị Pgi bằng 0,1Pni, trong đó Pni là công suất định mức (kW) của động cơ thang máy thứ i.
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 dưới. n
TM yc ni vi gi i 1
Chương 2: tính toán phụ tải
Bảng 2.1 Hệ số yêu cầu k yc của thang máy trong các công trình nhà ở.
0,4 7 + Công suất tính toán của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió (động cơ bơm nước, quạt thông gió và các thiết bị khác) được tính theo công thức:
Kyc - Hệ số sử dụng lớn nhất của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió theo bảng. n - Số động cơ.
Pbti - Công suất điện định mức (kW) của động cơ bơm nước, quạt thông gió thứ i.
Bảng 2.2 Hệ số yêu cầu Kyc của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió.
Kyc Số lượng động cơ
Kyc Số lượng động cơ
CHÚ THÍCH: Con số trong ngoặc là cho loại động cơ có công suất lớn hơn 30 kW.
+ Công suất tính toán của phụ tải điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm 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:
Chương 2: tính toán phụ tải
PTĐN - công suất trao đổi nhiệt của hệ thống điều hòa (Btu, Hp)
Kqd - hệ số quy đổi từ công suất trao đổi nhiệt sang công suất điện (Btu= 0,09W; Hp = 0,736 kW)
- hiệu suất làm việc của hệ thống điều hòa
Pyci - công suất yêu cầu của các thiết bị tiêu thụ điện khác của hệ thống điều hòa.
* Nhưng với công trình chung cư cao tầng đang thiết kế thì công suất hệ thống điều hòa trung tâm được cho dưới dạng công suất đặt nên ta không sử dụng công thức này Ta sẽ tính công suất của hệ thống điều hòa theo hệ số hệ số sử dụng K sd (công thức 2.1) và hệ số đồng thời K đt (công thức 2.2).
- Tính toán hệ thống chiếu sáng chung: Khi thiết kế lưới điện nhóm chiếu sáng công trình công cộng như khách sạn, ký túc xá, các phòng sử dụng chung cho các ngôi nhà (gian cầu thang, tầng hầm, tầng giáp mái ) cũng như các phòng không dùng để ở như các cửa hàng, gian hàng, kho, xưởng, các xí nghiệp dịch vụ phục vụ sinh hoạt đời sống, các phòng hành chính quản trị phải lấy phụ tải tính toán kỹ thuật chiếu sáng với hệ số yêu cầu bằng 1.
- Công suất đối với các ổ cắm điện Poc được xác định theo mục5.3(b) TCVN 2906_2012: Đối với nhà ở và các công trình công cộng khác, công suất cho mỗi ổ cắm đơn không nhỏ hơn 180 VA hoặc đối với mỗi đơn vị ổ cắm trên một giá kẹp Đối với thiết bị chứa ổ cắm cấu tạo từ 4 đơn vị ổ cắm trở lên thì công suất ổ cắm được tính toán không nhỏ hơn 90 VA trên mỗi đơn vị ổ cắm, xem điều 220.14 tiêu chuẩn NEC 2008.
- Hệ số đồng thời dùng cho các mạch cung cấp điện cho tải thông dụng được cho trong bảng:
Bảng 2.3 Hệ số đồng thời theo các chức năng của mạch.
Chức năng của mạch Hệ số Kđt
Lò sưởi và máy lạnh 1 Ổ cắm 0,5 đến 0,8
- Cho động cơ có công suất lớn nhất
- Cho động cơ có công suất lớn thứ 2
CHÚ THÍCH: (1) Dòng điện được lưu ý bằng dòng định mức của động cơ và tăng thêm 1 trị số bằng 1/3 dòng khởi động của nó.
- Công suất tính toán cho nhà ở riêng biệt, căn hộ trong nhà ở tập thể hoặc nhà chung cư được xác định theo công thức:
(2.8) Trong đó: n tt dt yci i 1
Chương 2: tính toán phụ tải
Kđt - Hệ số đồng thời của phụ tải nhà ở riêng biệt, căn hộ; Ks = 0,5 0,65.
Pyci - Công suất yêu cầu (kW) của thiết bị điện thứ i.
- Công suất tính toán của phụ tải khối căn hộ được xác định theo công thức:
Trong đó: Pchi - Công suất tính toán (kW) của căn hộ thứ i; n - Số căn hộ trong tòa nhà;
Kđt - Hệ số đồng thời của phụ tải khối căn hộ, được xác định
Bảng 2.4 Hệ số đồng thời trong nhà tập thể, chung cư.
STT Số hộ tiêu thụ
Hệ số đồng thời Kđt
2.1.2 Xác định phụ tải tính toán toàn bộ công trình
Dựa vào các phương pháp tính toán đã nêu ở trên ta thống kê tính toán được công suất của nhóm phụ tải động lực theo số liệu đã cho như sau:
Bảng 2.5 Công suất đặt của thang máy
Thang máy bãi đỗ xe tầng hầm
Chương 2: tính toán phụ tải
Thang máy chở khách khối đế
Thang máy dịch vụ khối đế
(kW) kyc PB (kW) cos φ
Hệ thống điều hòa và thông gió
(kW) cosφ Điều hòa không khí
Tổng điều hòa, thông gió 1728
Tổng cộng phụ tải động lực 3263
2.1.2.2 Hệ thống chiếu sáng chung, chiếu sáng sự cố, ổ cắm
- Hệ thống chiếu sáng chung: Đèn chiếu sáng tầng hầm, các tầng kĩ thuật, hệ thống đèn hành lang, sảnh Sử dụng bản vẽ thiết kế chiếu sáng của công trình ta có được thống kê chi tiết thiết bị chiếu sáng chung trong nhà như sau:
Chương 2: tính toán phụ tải
Bảng 2.6 Tính toán hệ thống chiếu sáng tầng hầm
Diện tích (m2) Đèn Led Bóng T8 (18W) Đèn led Panel (44w)
Với hệ số sử dụng Kd = 0,8
+ Công suất tính toán của mạch ổ cắm
Chọn công suất ổ cắm Po% Trang 237 Sách Cung cấp điện của Nguyễn Công Hiển được
Cosφ = 0,8 => Qcs=Poc*tgφ= 55*0,75= 41,25 (Kvar)
Hệ số đồng thời mạch ổ cắm Kdt= 0,5 (theo TCVN9206_2012). Vậy công suất cho ổ cắm là Poc= 55 kW
Vậy công suất tính toán cho tầng hầm là:
- Hệ thống chiếu sáng sự cố:
Hệ thống chiếu sáng sự cố ứng dụng các thiết bị chiếu sáng tự chủ, bao gồm đèn báo hiệu, đèn chỉ dẫn và lắp đặt tại các vị trí quan trọng như cầu thang, giao lộ hành lang Vai trò chính của hệ thống này là duy trì chiếu sáng liên tục trong trường hợp xảy ra sự cố mất điện, hỏa hoạn hoặc rủi ro bất ngờ khác, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho mọi người trong tòa nhà.
Với kyc = 1 => PCSSC = 0,76 kW, cosφ=0,8 => QCSSC = 0,608 kVAr
- Hệ thống chiếu sáng hành lang:
Mỗi tầng sử dụng 56 đèn LED chiếu sáng cho hành lang với công suất mỗi đèn là 26W.
Công suất của 1tầng PCShl = 26*56 = 1,5 (kW) cosφ=0,
Công suất của 15 tầng PCShl = 15*1,5* = 22,5(kW) cosφ=0,8 =>
- Hệ thống chiếu sáng cầu thang:
Trang 260 Bảng 13-1 Sách Cung cấp điện của Nguyễn Công Hiển
Mỗi tầng sử dụng 5 đèn LED chiếu sáng cho 2 bên cầu thang với công suất mỗi đèn là 30W Tra Trang 260 Bảng 13-1 Sách Cung cấp điện của Nguyễn Công Hiển
Công suất của 1tầng PCSCT = 1*5*30 = 0,15(kW)
Chương 2: tính toán phụ tải
Công suất của 19 tầng PCSCT = 15*5*30 = 2,25 (kW) cosφ=0,8
Khu văn phòng được bố trí từ tầng 5 đến tầng 19 Với 16 phòng mỗi tầng, chia làm 2 nhóm, và phụ tải yêu cầu thiết kế khác nhau.
Bảng 2.7 Bảng thống kê văn phòng.
BẢNG THỐNG KÊ VĂN PHÒNG
Chọn máy biến áp
Lựa chọn máy biến áp là chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách và các tính năng khác của máy biến áp Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc công trình và công suất tính toán của tòa nhà ta có thể đưa ra phương án cung cấp điện Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lí phải thỏa mãn các yêu cầu cấp điện cho nhà cao tầng đã nêu ở chương 1 Ta có thể đưa ra phương án cho máy biến áp như sau:
-Đặt 1 trạm biến áp với 2 MBA cấp điện cho toàn bộ tòa nhà với
2 nguồn dự phòng khi có sự cố.
=> Với trạm một máy : SđmB ≥Stt với Stt = S phụ tải ưu tiên + Stttp = 618,9+2806,3425,2 (kVa)
=> Chọn 2 MBA có dung lương 2000 (kVA)
Phương án nêu trên ta thấy: Công suất, số lượng máy biến áp tăng, nên khả năng mất hoàn toàn nguồn điện lưới cho các phụ tải và khả năng phải chạy máy phát dự phòng cho phụ tải ưu tiên là nhỏ Độ tin cậy cung cấp điện cao.
Để đảm bảo cấp điện cho các phụ tải loại 1, công trình cần lắp đặt song song 2 máy biến áp (MBA) Sau khi phân tích và tham khảo sơ đồ trạm biến áp của các tòa nhà cao tầng, phương án tối ưu là sử dụng 2 MBA cấp điện cho tòa nhà Để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy, nên lựa chọn MBA dầu của Tổng công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị Điện Đông Anh (EEMC).
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp hiệu chỉnh thông số kỹ thuật do ảnh hưởng của môi trường. Thông số của các loại máy biến áp được lựa chọn theo các phân tích sau:
- Ở chế độ vận hành bình thường thì cả hai máy biến áp sẽ được làm việc song song liên lạc với nhau bằng 1 máy cắt Đầu ra hạ áp máy biến áp sẽ cấp điện đến các tủ phân phối tổng (MSB) và từ đó điện năng sẽ được đưa đến các tủ phân phối tầng (DB) và các tủ phụ tải tương ứng.
- Khi phụ tải ưu tiên bị mất nguồn điện từ lưới thì máy phát dự phòng sẽ được khởi động và cấp điện cho phụ tải ưu tiên giảm thiểu tối đa thời gian mất điện của phụ tải Quá trình chuyển mạch nguồn cấp từ trạm biến áp sang nguồn máy phát thông qua thao tác chuyển đổi nguồn của thiết bị ATS.
Vậy ta chọn 2 máy biến áp có công suất 2000 kVA Điện áp định mức phía sơ cấp là 22kV, điện áp định mức phía cuộn thứ cấp là 0,4kV
Nguồn điện lấy từ nguồn trung áp đến tủ hạ áp rồi đến máy biến áp Máy biến áp 1 nối với tủ tổng hạ áp 1 (MSB1), máy biến áp 2 nối với tủ tổng hạ áp 2 (MSB2),thông số kỹ thuật cụ thể của máy biến áp đã chọn như sau:
Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật MBA của tòa nhà.
Chọn máy phát dự phòng
Ta chọn máy phát điện Diesel làm máy phát điện dự phòng. Máy phát phải có khả năng tự bảo vệ trong các trường hợp ngắn mạch, quá tải, quá nhiệt…; được làm mát tự nhiên, buồng đặt máy phát được thiết kế chống ồn bằng các lớp cách âm. Để chọn được công suất của máy phát điện dự phòng ta phải biết chính xác công suất phụ tải ưu tiên để từ đó có thể chọn được máy phát có công suất hợp lý nhất Tránh trường hợp chọn máy phát có công suất lớn hơn phụ tải yêu cầu quá nhiều sẽ tăng vốn đầu tư và tốn nhiên liệu khi vận hành làm máy phát làm việc không hiệu quả, còn công suất quá thấp sẽ dẫn đến máy phát điện không đủ công suất cần thiết, bị quá tải, giảm tuổi thọ trầm trọng Mặt khác, để tăng tuổi thọ và độ bền máy phát điện nên chọn công suất của máy phát điện lớn hơn công suất phụ tải yêu cầu 10%.
Các phụ tải được cung cấp từ máy phát điện là các phụ tải ưu tiên được thống kê ở bảng 2.1.5 với tổng công suất tính toán là
SƯT = 1256,8 cosφ = 0,9 Vậy ta chọn 2 máy phát 3 pha FG WILSON P2000 (xuất xứ từ Anh) có các thông số kĩ thuật như sau:
Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật máy phát điện dự phòng.
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp
Kích thước 5725mm [L] x 2300mm [W] x 3020mm [H]
Chọn phương án cấp nguồn trung áp
Nguồn cấp điện cho công trình lấy từ 1 tuyến đường trung thế22kV đã quy hoạch của thành phố sử dụng hệ thống cáp ngầm chống thấm đi trong ống tuynel đến tủ RMU của trạm biến áp công trình Để tránh sự cố gián đoạn cung cấp điện cho công trình, ta dùng 2 đường cáp từ nguồn đến trạm biến áp.
Hình 3.1 Các phương án cấp điện cho trạm biến áp.
Phương án 1( hình a): dùng dao cách ly và máy cắt.
Phương án 2 (hình b): dùng dao cách ly và máy cắt phụ tải (dao cắt phụ tải kết hợp với cầu chì).
So sánh giữa 2 phương án ta thấy: cả 2 phương án đều có các chức năng đóng cắt mạch điện bảo vệ máy biến áp Phương án
Để cấp nguồn trung áp, phương án sử dụng máy cắt được khuyến nghị hơn nhờ khả năng bảo vệ chính xác hơn Mặc dù đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng máy cắt lại tiết kiệm được chi phí bảo trì và phụ tùng thay thế so với dao cắt kết hợp cầu chì.
Xây dựng sơ đồ đi dây phân phối nguồn điện
Trạm biến áp nguồn và máy phát dự phòng được xây dựng và lắp đặt bên trong tòa nhà nằm ở phía cuối khu tầng hầm 1.Điểm đấu nối cáp trung thế cách tòa nhà 100m, từ điểm đấu nối trung thế đến trạm biến áp trung gian là 3km Nguồn trung áp cấp điện đến tủ RMU của trạm biến áp, sau đó đấu nối với 2 máy biến áp Hai máy biến áp này được đấu nối liên động với nhau nhằm hổ trợ cho nhau khi gặp sự cố một trong hai máy biến áp Đầu ra của 2 máy biến áp nối vào 2 tủ phân phối chínhMSB ở trạm biến áp tương ứng ( máy biến áp T1 nối với tủMSB1, máy biến áp T2 nối với tủ MSB2 Từ tủ phân phối MSB sử dụng cáp chạy trên máng cáp phân phối điện đến các tủ điện tầng và các tủ phụ tải tương ứng của tòa nhà.Các tầng khu văn
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp phòng, được cấp nguồn từ thanh cái tủ MSB1 Các tầng khu kỹ thuật,hệ thống thang máy, các hệ thống bơm, hệ thống chiếu sáng sự cố lấy nguồn từ thanh cái tủ MSB2 Từ các tủ tổng tầng điện năng sẽ được đưa đến các tủ văn phòng và tủ phụ tải khác. Các phụ tải ưu tiên được dự phòng bằng nguồn máy phát, được kiểm soát bởi hệ thống tự động đóng nguồn dự phòng ATS Hệ thống cáp điện được đi trong máng cáp đặt đứng tại khoang phía sau thang máy Các tủ phân phối tầng được đặt tại phòng kỹ thuật điện của mỗi tầng.
Phương pháp chọn dây dẫn và cáp
Cáp điện là một loại dây dẫn đặc biệt được thiết kế với một hoặc nhiều lõi làm bằng đồng hoặc nhôm Chúng được cách điện bằng các vật liệu như PVC hoặc XLPE để đảm bảo an toàn khi sử dụng Tên của cáp thường được đặt theo chất cách điện và vật liệu làm lõi Thị trường hiện nay cung cấp nhiều loại cáp với đặc tính khác nhau tùy theo mục đích sử dụng, chẳng hạn như cáp trong nhà, dưới đất, ngoài trời, chịu chua mặn, chịu ăn mòn hóa chất, chịu lực cơ học, chịu nhiệt Việc lựa chọn tiết diện dây dẫn và lõi cáp là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn, hiệu quả và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cũng như kinh tế.
• Phát nóng do dòng điện làm việc lâu dài (dài hạn).
• Phát nóng do dòng ngắn mạch (ngắn hạn).
• Tổn thất điện áp trong dây dẫn và cáp khi làm việc bình thường và sự cố.
• Độ bền cơ học của dây dẫn và an toàn.
Với 5 điều kiện trên ta xác định được 5 tiết diện, tiết diện dây dẫn nào bé nhất trong chúng sẽ là tiết diện cần lựa chọn thoả mãn điều kiện kỹ thuật Tuy nhiên có những điều kiện kỹ thuật thuộc phạm vi an toàn do đó dây dẫn sau khi đã được lựa chọn theo các điều kiện khác vẫn cần phải chú ý đến điều kiện riêng của từng loại dây dẫn, vị trí và môi trường nơi sử dụng để có thể lựa chọn được đơn giản và chính xác hơn Ví dụ:
• Yếu tố vầng quang điện và độ bền cơ học chỉ được chú ý nhiều khi chọn tiết diện dây dẫn trên không.
• Điều kiện phát nóng do dòng ngắn mạch chỉ được chú ý khi chọn cáp.
• Để đảm bảo độ bền cơ học người ta qui định tiết diện dây tối thiểu cho từng loại dây ứng với cấp đường dây (vật liệu làm dây, loại hộ dùng điện, địa hình mà dây đi qua…).
• Yếu tố vầng quang điện chỉ được đề cập tới khi điện áp đường dây từ 110kV trở lên Để ngăn ngừa hoặc làm giảm tổn thất vầng quang điện người ta cũng qui định đường kính dây dẫn tối thiểu ứng với cấp điện áp khác nhau.
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp
Có 3 phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và cáp:
- Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện J kt (A/mm 2 ):
Là số ampe lớn nhất trên 1 mm 2 tiết diện kinh tế Tiết diện theo phương pháp này sẽ có lợi về kinh tế Phương pháp này áp dụng với lưới điện áp có U ≥ 110 (kV), bởi vì trên lưới này không có thiết bị điện sử dụng trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa là yêu cầu không chặt chẽ Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn thời gian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt.
- Chọn thiết diện theo điện áp cho phép ∆U cp : Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chỉ tiêu chất lượng điện làm điều kiện kiên quyết Chính vì thế, nó được áp dụng để chọn tiết diện cho lưới điện nông thôn, đường dây tải điện khá dài, chỉ tiêu điện áp rất dễ bị vi phạm.
- Chọn dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép I cp :
Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cho lưới hạ áp đô thị , công nghiệp và sinh hoạt.
Bảng 3.3 Phạm vi sử dụng của các phương pháp chọn tiết diện dây.
Lưới điện Jkt ∆Ucp Icp
Cao áp Mọi đối tượng - -
Trung áp Đô thị, KCN Nông thôn
Hạ áp - Nông thôn Đô thị, KCN
Tiết diện chọn theo phương pháp nào cũng cần thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật sau:
∆Ubt: Tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành bình thường
∆Usc: Tổn thất điện áp trên đường dây khi có sự cố.
∆Ubtcp:Tổn thất điện áp cho phép trên đường dây khi vận hành bình thường.
∆Usccp: Tổn thất điện áp cho phép trên đường dây khi có sự cố.
Isc: Dòng điện cực đại trên đường dây khi có sự cố.
Icp: Dòng điện cho phép của đường dây đã chọn.
Ngoài ra, tiết diện dây dẫn đường dây trên không phải thỏa mãn các điều kiện về độ bền cơ học và tổn thất vầng quang.
Riêng với cáp ở mọi cấp điện áp cần thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:
Trong đó: α - Hệ số nhiệt (Với cáp đồng chọn α = 6; Với cáp nhôm chọn α = 11).
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp tqđ - Thời gian quy đổi, với lưới trung áp và hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch (0,5÷1s).
Chọn cáp trung áp
Chiều dài của các đoạn cáp trung áp được cho và chọn như sau:
Bảng 3.4 Chiều dài và công suất truyền tải trên mỗi đoạn cáp.
1 Trạm biến áp trung gian Điểm đấu nối 22kV 3000
2 Điểm đấu nối 22kV Tủ RMU 100
3 Tủ RMU Phía cao áp MBA 5
Sơ đồ các điểm ngắn mạch để tính ngắn mạch kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch các đoạn cáp.
Hình 3.2 Sơ đồ các điểm tính ngắn mạch phía trung áp.
3.6.1 Cáp từ nguồn 22kV đến tủ cao thế (RMU) của trạm biến áp trong tòa nhà
Dựa theo quy định số 4351/QĐ-BCT, từ nguồn 22kV đến tủ RMU sử dụng loại cáp đồng có tiết diện F$0mm 2 , có
Z0=0,098+j0,096 Ω/km đã được kiểm tra ổn định nhiệt Để tránh sự cố gián đoạn cung cấp điện cho công trình, sử dụng sơ đồ nối điện liên thông 1 đường cáp đến 1 đường cáp đi Chọn cáp điện cho CADIVI sản xuất loại Cu/SE cáp trung thế 3 lõi,giáp 2 lớp băng thép, độn lót bằng sợi PP, ruột dẫn bằng đồng;cách điện XLPE; vỏ PVC.
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp
3.6.2 Cáp từ tủ RMU sang MBA
Cáp từ tủ RMU sang MBA nằm trong phòng trạm biến áp tòa nhà có chiều dài là L=5m Đề bài cho Tmax= 4000 h Sử dụng cáp đồng nên Jkt=3,1 Công suất của mỗi máy biến áp là SMBA 2000 kVA ta có:
Fkt = I lvmax J kt = 52,5 3,1 = 16,93 (mm2) Chọn cáp điện do CADIVI sản xuất:
Chủng loại 3-lõi, giáp 2 lớp băng thép, độn lót bằng sợi PP, ruột dẫn bằng đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC, Mã sản phẩm Cu/SE (cáp trung thế CADIVI).
Tiết diện chọn là Fc = 35mm 2 Cáp có tổng trở đơn vị là: Z0 0,524 +j0,13 (Ω/km)
Kiểm tra điều kiện kĩ thuật:
+ Kiểm tra tổn thất điện áp:
Ta thấy ∆U=0,23 (V) < ∆Ucp=5%.Udm00 (V) => thỏa mãn. + Kiểm tra dòng điện phát nóng lâu dài cho phép:
+ Kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:
Với đoạn từ trạm biến áp trung gian đến tủ RMU là lộ đơn, từ tủRMU đến MBA là lộ đơn Máy cắt đầu đường dây trung áp phía trạm trung gian có Icdm= 20kA.
Sơ đồ thay thế tính toán điểm ngắn mạch N2 nằm trên đoạn cáp đang chọn là:
Tổng trở tính dòng ngắn mạch tại N2 là:
(Utb là điện áp trung bình của đường dây trung áp = 1,05.22
Trị số dòng ngắn mạch là:
Ta thấy Fyc ≥ α.IN.√ t = 6.13,49 √ 0,5 = 57,23 mm 2 => cáp chọn không thỏa mãn.
Chọn lại cáp với Fc = 70mm 2 Cáp có tổng trở đơn vị là: Z0 0,268+j0,0832 (Ω/km).
Kiểm tra lại điều kiện ổn định nhiệt:
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp
Ta thấy Fyc ≥ α.IN.√ t = 6.13,5 √ 0,5 = 57,3 mm 2 => cáp chọn thỏa mãn.
Chọn cáp từ đầu ra hạ áp của máy biến áp 1 và 2 đến tủ phân phối tổng trạm biến áp
Đối với hệ thống cáp dẫn từ đầu ra hạ áp của máy biến áp về tới tủ phân phối tổng TBA do đặc thù là khoảng cách truyền tải ngắn nhưng mật độ phụ tải lại lớn Theo lí thuyết ta sẽ áp dụng phương pháp chọn tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng Cụ thể phương pháp được thực hiện như sau:
Xác định dòng điện tính toán của đối tượng mà đường dây cần cấp điện Itt (A).
Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức: k1×k2×Icp ≥ Itt
Trong việc tính toán khả năng dẫn dòng của cáp, cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k1 và k2 Hệ số k1 hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường xung quanh khác so với tiêu chuẩn, trong khi hệ số k2 hiệu chỉnh điều kiện làm mát (tỏa nhiệt) khác so với tiêu chuẩn, phụ thuộc vào số lượng các đường cáp đặt cạnh nhau.
Icp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp đã chọn.
Với chiều dài đoạn cáp lấy là Ldd=5m.
Dòng điện làm việc lớn nhất của phụ tải (dài hạn) chạy qua cáp hạ áp tương ứng với máy biến áp số 1 và 2 (2 máy biến áp vận hành song song) là:
Do Itt lớn nên ta lựa chọn 4 cáp một lõi cho mỗi pha và 4 cáp trung tớnh tiết diện > ẵ cỏp pha Đặt 4 cỏp trờn 1 mỏng cỏp, nhiệt độ làm việc cực đại ta chọn 80℃; nhiệt độ môi trường đặt cáp lấy bằng 25℃; khoảng cách giữa 2 cáp cạnh nhau là 100mm Tra bảng 4.73 và 4.74 trang 286 trong sổ tay thiết kế (tài liệu [1]) ta có k1 = 1 và k2 = 0,87 Khi đó dòng điện cho phép của cáp theo tính toán là:
Tra catalog cáp do hãng CADIVI sản xuất , loại cáp Cu cách điện XLPE, vỏ PVC, không có giáp bảo vệ, lắp trong không khí trên mặt phẳng nằm ngang Chọn 4 cáp 1 lõi tiết diện 300mm 2 làm cáp cho mỗi pha có Icp2 A, Z0 = 0,0601 + 0,0933j (Ω/km) và
4 cáp 1 lõi tiết diện 185 mm 2 làm dây trung tính.
Kiểm tra điều kiện kĩ thuật:
+ Kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:
Ta có sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha đối xứng tại điểm N4 cho lộ cáp từ đầu ra máy biến áp đến tủ hạ áp như sau.
Tổng trở máy biến áp quy về phía hạ áp là:
Chương 3 Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp
Tổng trở MBA và cáp:
Trị số dòng ngắn mạch:
Ta thấy Fyc ≥ α.IN.√ t = 6.46,195 √ 0,5 = 195,99 mm 2 => thỏa mãn.
+ Kiểm tra tổn thất điện áp:
Chọn cáp từ máy phát dự phòng đến tủ ATS
Chiều dài đoạn cáp lấy là Ldd= 5m Theo lí thuyết ta chọn cáp theo Icp như sau.
Dòng điện làm việc lớn nhất (dài hạn) qua cáp là:
Để truyền tải công suất lớn, cần lựa chọn 4 cáp đơn lõi cho mỗi pha và 4 cáp trung tính với tiết diện lớn hơn tiết diện cáp pha Xếp 4 cáp trên một mặt phẳng, nhiệt độ làm việc tối đa được chọn là 80 độ C, nhiệt độ môi trường đặt cáp là 25 độ C, khoảng cách giữa hai cáp cạnh nhau là 100mm Dựa vào bảng 4.73 và 4.74 trang 286 trong sổ tay thiết kế [1], ta có k1 = 1 và k2 = 0,85 Do đó, dòng điện cho phép theo tính toán là:
Tra catalog cáp do hãng CADIVI sản xuất , loại cáp Cu cách điện XLPE, vỏ PVC, không có giáp bảo vệ, lắp trong không khí Ta chọn cáp giống với cáp từ MBA đến tủ hạ áp đã thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật Đó là 4 cáp 1 lõi tiết diện 300mm 2 cho mỗi pha có Icp2A, Z0 = 0,0601+0,0933j (Ω/km) và 4 cáp 1 lõi tiết diện 185 mm 2 làm dây trung tính.
TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN HẠ ÁP
Sơ đồ và nguyên lý cấp điện hạ áp
Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lí cấp điện tủ ưu tiên.
- Lựa chọn aptomat tổng bảo vệ cho phụ tải ưu tiên: Aptomat là khí cụ điện tự động đóng, cắt mạch điện khi có sự cố quá tải Yêu cầu chung đối với aptomat là độ tin cậy cao bảo vệ chọn lọc sử dụng an toàn, công suất ngắt lớn, kích thước nhỏ gọn Phía hạ áp chọn dùng aptomat của VINAKIP sản xuất.
- Với aptomat tổng ta có dòng điện tính toán là:
- Lựa chọn aptomat nhánh cho tủ ưu tiên
- Aptomat cấp cho thang máy:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat của thang máy là:
- Aptomat cấp cho hệ thống bơm:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat của hệ thống bơm.
- Aptomat cấp cho hệ thống chiếu sáng hành lang các tầng:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat của hệ thống chiếu sáng hành lang các tầng là:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat của hệ thống chiếu sáng cầu thang bộ các tầng là
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
- Aptomat cấp cho tầng hầm là:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat cấp cho tầng hầm là:
- Aptomat cấp cho tầng 1 là:
Dòng điện lớn nhất qua aptomat cấp cho tầng 1 là:
Tra bảng 3.5,3.6 (trang 148 sổ tay tra cứu và lựa chọn TBĐ) ta chọn aptomat do Merlin Gerlin chế tạo có các thông số kĩ thuật bảng 4.1.
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của aptomat ưu tiên.
Aptomat NS80HMA 690 2 80 6 3 cầu thang
Lựa chọn cáp từ tủ ATS đặt tại trạm đến tủ ưu tiên và dây cáp tới phụ tải ưu tiên:
Để lựa chọn dây dẫn từ tủ ATS lắp đặt tại trạm biến áp đến tủ phân phối điện cấp cho phụ tải ưu tiên trong mạng lưới hạ áp, cần tính theo điều kiện phát nóng cho phép của dây dẫn.
K1 là hệ số kể đến môi trường chọn là 1
K2 là hệ số kể đến cáp đặt trong rãnh có nhiều cáp,vì cáp riêng rẽ nên chọn K2 là 0,95 Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện 0,95 Icp > Itt
Dòng điện tính toán là :
Tra bảng 4.24 trang 249 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ ta chọn 3 cáp đồng có 3 lõi cách điện PVC do hãng lens chế tạo.
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
Bảng 4.2 Chọn dây dẫn từ tủ ATS đặt tại TBA tới tủ điện cấp cho phụ tải ưu tiên.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/ km)
+ Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ tải ưu tiên tới tủ động lực từng phụ tải ưu tiên
Tính chọn cáp từ aptomat tổng của tủ điện ưu tiên cấp cho các phụ tải dùng nguồn ưu tiên Với mạng hạ áp ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép
Cáp cấp cho thang máy:
Dòng điện tính toán của thang máy là:
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo
Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật cáp thang máy.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/
Cáp cấp cho hệ thống bơm:
Dòng điện lớn nhất của hệ thống bơm
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo
Bảng 4.4 thông số kỹ thuật cáp bơm
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/ km)
Cáp cấp cho hệ thống đèn hành lang các tầng:
Dòng điện tính toán của hệ thống đèn chiếu sáng hành lang là:
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo.
Bảng 4.5 Thông số kĩ thuật cáp cấp đèn hành lang tầng.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng
1km đường dây (kg/km)
*Cáp cấp cho hệ thống đèn cầu thang các tầng:
Dòng điện tính toán của hệ thống đèn chiếu sáng cầu thang các tầng:
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo.
Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật cáp cấp đèn cầu thang tầng.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/ km)
*Cáp cấp cho tầng hầm:
Dòng điện tính toán của tầng hầm là:
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo.
Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật cáp cấp tầng hầm.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/km)
Dòng điện tính toán của tầng 1 là:
Tra (Bảng 4.24-250 sổ tay TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng 3 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo.
Bảng 4.8 Thông số kỹ thuật cáp cấp tầng một.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/km)
- Lựa chọn thanh dẫn cho tủ điện ưu tiên:
Thanh dẫn được chọn theo điều kiện dòng điện và kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
Bảng 4.9 Lựa chọn thanh dẫn. Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán
Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép A
Khả năng ổn định động kG/cm 2 σcp ≥ σtt
Khả năng ổn định nhiệt mm 2 F ≥ ɑ.I∞.√tqđ k1 = 1 khi thanh dẫn đặt đứng. k1 = 0,95 khi thanh dẫn đặt ngang. k2 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
Icb là dòng điện cưỡng bức (tức dòng điện cực đại chạy qua thanh dẫn). σcp ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn đồng: σcp = 1400 kG/cm2
Tra bảng 7.2 362 sổ tay TBĐ chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 80*6 mm 2 mỗi pha một thanh có Icp 1480A
- Chọn tủ hạ áp cấp điện ưu tiên:
Chọn tủ phân phối hạ áp của hãng SIEMENS sản xuất Tra 3.16 sổ tay TBĐ chọn tủ có các thông số kĩ thuật sau
Thiết bị Nơi đặt Kích thước mm
Tủ ưu tiên Tầm hầm Dài Rộng Sâu
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
4.1.2 Tủ điện không ưu tiên
- Lựa chọn aptomat tổng bảo vệ cho phụ tải không ưu tiên. Với aptomat tổng ta có dòng điện tính toán là :
Từ tầng 2 đến 19 giống nhau nên ta chỉ cần chọn 1 tầng. Aptomat cấp cho tầng 2:
Tra bảng 3.5-149 TBĐ ta chọn aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số kĩ thuật trong bảng 4.10.
Bảng 4.10 Thông số kĩ thuật các aptomat tủ điện không ưu tiên.
Số cực Aptomat tổng CM 2500N 690 2207 2500 50 3
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
- Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp đến tủ không ưu tiên và cáp cấp từ tầng tới các văn phòng.
Tính chọn cáp từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp tới tủ điện cấp cho phụ tải không ưu tiên.Với mạng hạ áp ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép.
Dòng điện tính toán là:
Tra bảng 4.11 (tr.234 sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện) ta chọn 2 cáp ruột đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng CADIVI chế tạo
Bảng 4.11 Thông số kĩ thuật cáp cấp tủ phân phối đặt tại TBA tới tủ điện cấp cho phụ tải không ưu tiên.
Xo (Ω)/km) Ro (Ω)/km) Icp (A)
- Chọn cáp từ tủ không ưu tiên tới tầng 2
Dòng điện tính toán là:
Tra bảng 4.11 (tr.234 sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện) ta chọn 2 cáp ruột đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng CADIVI chế tạo.
Bảng 4.12 Thông số kĩ thuật cáp cấp tủ tầng 2
Xo (Ω)/km) Ro (Ω)/km) Icp (A)
- Lựa chọn thanh dẫn cho tủ điện không ưu tiên.
Thanh dẫn được chọn theo điều kiện dòng điện và kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt bảng.
Bảng 4.13 Thông số kĩ thuật thanh dẫn. Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán
Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép A K1k2Icb> Ilvmax
Khả năng ổn định động kG/cm 2 σcp ≥ σtt
Khả năng ổn định nhiệt mm 2 F ≥ ɑ.I∞.√tqđ k1 = 1 khi thanh dẫn đặt đứng. k1 = 0,95 khi thanh dẫn đặt ngang. k2 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
Icb là dòng điện cưỡng bức (tức dòng điện cực đại chạy qua thanh dẫn).
Tra bảng 7.2 -362 TBĐ ta chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 120x8 mm 2 ,mỗi
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp pha 1 thanh có Icp 2400A.
Thiết bị Nơi đặt Kích thước mm
Tủ ưu tiên Tầm hầm Dài Rộng Sâu
Sơ đồ nguyên lí cấp điện tủ không ưu tiên.
Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lí cấp điện tủ không ưu tiên.
Thiết kế chi tiết cho tầng điển hình của một đơn nguyên
Vì từ tầng 5 đến 19 giống nhau nên ta chỉ tính cho tầng 5.Tầng 5 có 16 văn phòng gồm 9 văn phòng A, 7 văn phòngB
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
Hình 4.3 Sơ đồ đi dây cho tầng điển hình
Dòng điện tính toán tầng 5 là:
Tra bảng 4.14-238 TBĐ ta chọn cáp ruột đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng CADIVVI chế tạo theo bảng 4.14.
Bảng 4.14 Thông số kĩ thuật cáp cấp cho tầng 5 đến tầng 19
Xo (Ω)/km) Ro (Ω)/km) Icp (A)
Chọn aptomat cấp cho văn phòng:
Tra bảng 3.3 -147 sổ tay TBĐ chọn aptomat do Merlin Gerin chế tạo có các thông số kĩ thuật bảng 4.22.
Bảng 4.15 Thông số aptomat văn phòng.
-Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các văn phòng:
Tính chọn dây dẫn từ aptomat nhánh cấp cho văn phòng.Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp
Tra bảng 4.23 -248 sổ tay TBĐ chọn cáp ruột đồng 2 lõi cách điện PVC do Lens chế tạo có các thông số kĩ thuật bảng 4.16.
Bảng 4.16 Thông số cáp văn phòng.
Fmm 2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/ km)
Tính toán bù công suất phản kháng
4.3.1 Ý nghĩ của việc bù công suất phản kháng.
Phần lớn các khu chung cư trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q.
Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các khu chung cư có ý nghĩa không nhỏ đối với nền kinh tế Hệ số công suất cosφ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá khu chung cư dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không, nâng cao hệ số công suất cosφ 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 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 cosφtn của mạng được nâng cao Q, P và góc φ có quan hệ sau:
Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó gócφ giảm, kết quả là cosφ tăng lên
* Hệ số công suất cosφ 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. a)Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ
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 phản kháng tiêu thụ có thể làm bằng các cách như: hợp lý hoá các quá trình 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 cosφ 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 phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp b) Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho nhà máy có thể dùng 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 phụ 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 ất 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 thấy có thể lựa chọn thết bị bù là các tụ điện tĩnh có ưu điểm là giá một đ n 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.
4.3.2 Xác định dung lượng bù
*Hệ số cosnm của toàn nhà
Tổn thất cho phép theo quy định là từ 0,85 ~ 0,9; như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số Cosφ
* Xác định dung lượng bù
Dung lượng bù cần thiết cho tòa nhà được xác định theo công thức:
PTT - phụ tải tác dụng tính toán của tòa nhà (KW) φ1 - góc ứng với hệ số công suất tính toán trước khi bù cosφ1 = 0,69 φ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù cosφ2
= 0,85 α – Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những biện pháp đòi hỏi không phải đặt thiết bị bù
Chương 4 Tính toán lưới điện hạ áp cos φ 2 = 0.85 => tg φ 2 = 0,62
Với tòa nhà đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết :
Ta chọn 4 tụ 175( KVar) có thông số cho bảng 4.24 sau: (PL 6.7 – 341 ,TBĐ)
*cosφ của tòa nhà sau khi đặt thiết bị bù:
Tổng lượng công suất của các tụ bù: Qtụ.bù = 700 (kVAr)
Lượng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp của nhà sau khi bù là:
* Hệ số công suất của nhà máy sau khi bù:
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý cấp điện toàn tòa nhà