Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cầnđội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cảitạo sữa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
CÁC YÊU CẦU CHUNG VỀ THIẾT KẾ
Yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủ năng lượng điện năng với chât lượng điện tốt Có các yêu cầu chính sau:
1.1.1.Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ.
- Hộ loại I: Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối với tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết bị, gây ra hàng loạt các phế phẩm), ảnh hưởng lớn đến chính trị, quốc phòng, an ninh, Đối với hộ loại I phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng 2 nguồn đi đến, đường dây 2 lộ đến, có nguồn dự phòng, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện Thời gian mất điện thường được coi bằng thời vian tự động đóng nguồn dự trữ.
- Hộ loại II: Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc, thiết bị, gây ra phế phẩm, ngừng trệ sản xuất (khách sạn, trung tâm thương mại, các phân xưởng cơ khí, xí nghiệp công nghiệp nhẹ, ) Để cung cấp điện cho hộ loại II, ta có thể dùng phương án có hoặc không có thêm nguồn dự phòng, đường dây một lộ hay đường dây kép Vấn đề ở đây là phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do không bị ngừng cung cấp điện Ở hộ loại II, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay.
- Hộ loại III: Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như: khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy, Tức là nhưng hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố, nhưng thường không cho phép quá một ngày đêm. Để cung cấp điện cho hộ loại III, ta có thể dùng một nguồn điện, hoặc đường dây một lộ.
Phân loại một cách đúng đắn hộ tiêu thụ điện năng theo yêu cầu đảm bảo cung cấp điện là một trong những chỉ tiêu cơ bản để lựa chọn hợp lí sơ đồ cung cấp điện Khi xác định phụ tải tính toán, ta nên tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ để có cách nhìn đúng đắn về phụ tải và có những ưu tiên cần thiết Để xác định loại hộ tiêu thụ điện năng của các ngành sản xuất khác nhau, ta cần nghiên cứu các đặc điểm yêu cầu và những hướng dẫn cần thiết của ngành đó.
Chất lượng điện được đánh giá qua 2 chỉ tiêu là tần số (Hz) và điên áp (U) Một phương án có chất lượng điện tối đa đó là phương án đảm bảo về tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép. Để đảm bảo cho các thiết bị dùng điện làm việc bình thường thì cần yêu cầu đặt ra là:
Tính kinh tế của một phương án thể hiện ở 2 chỉ tiêu đó là: Vốn đầu tư và phí vận hành Phương án cấp điện tối ưu là phương án tổng hòa 2 đại lượng trên đó là phương án có chi phí tính toán hang năm nhỏ nhất. vh th
Trong đó : a th a vh ∶ Hệ số vận hành , với đường dây trên không , các cấp điện áp đều lấy 0,04 với cáp và trạm biến áp là 1 a th: Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn a tc 0.2 , với lưới cung cấp điện T tc 5 năm
A: Tổn thất điện năng trong 1 năm c : Giá điện tổn thất điện năng (đ/kWh)
CÁC TIÊU CHUẨN CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
- TCVN 7114-2008: Tiêu chuẩn về độ rọi
- TCVN 9206-2012: Tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị điện
- TCVN 9207-2012: Tiêu chuẩn đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCXDVN 46-2007: Tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống
- 11 TCN 18-2006: Quy phạm Trang bị Điện - Phần I: Quy định chung - 11 TCN 19 - 2006: Quy phạm Trang bị Điện - Phần II: Hệ thống đường dẫn điện
- 11 TCN 20 - 2006: Quy phạm Trang bị Điện - Phần III: Trang bị phân phối và trạm biến áp
- Sử dụng “Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kv “của Ngô HồngQuang
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
Hình 1.1: Tòa nhà VIETTEL KONTUM
- Chủ đầu tư : Tập đoàn Viễn thông Quân đội - Địa chỉ liên lạc : Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Viettel Địa chỉ: Số 19 - D3, phố Trần Thái Tông, quận Cầu Giấy, TP Hà Nội.
- Địa điểm xây dựng: Đường Phan Đình Phùng, Thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum.
Phía Tây giáp đường Phan Đình Phùng
Phía Nam giáp đường Trần Hưng Đạo
Phía Bắc giáp khu dân cư
Phía Đông giáp khu dân cư.
Khu đất nằm tại ngã tư đường Phan Đình Phùng và Trần Hưng Đạo có diện tích là : 970,7 m2 (theo giấy chứng nhận quyền sử dụng đất).
Địa hình khu đất không bằng phẳng nhưng độc lập, thuận lợi cho công tác thi công xây dựng
Trên khu đất có nhà 1 tầng chưa phá dỡ và nhà 3 tầng đang phá dỡ cải tạo.
- Địa hình: Địa hình Kon Tum chủ yếu là đồi núi, chiếm khoảng 2/5 diện tích toàn tỉnh, bao gồm những đồi núi liền dải có độ dốc 150 trở lên Địa hình núi cao liền dải phân bố chủ yếu ở phía Bắc - Tây Bắc chạy sang phía đông tỉnh Kon Tum, đa dạng với gò đồi, núi, cao nguyên và vùng trũng xen kẽ nhau khá phức tạp, tạo ra những cảnh quan phong phú, đa dạng vừa mang tính đặc thù của tiểu vùng, vừa mang tính đan xen và hoà nhập, Kon Tum có độ cao trung bình từ 500 m đến 700 m, riêng phía Bắc có độ cao từ 800 m - 1.200 m, đặc biệt có đỉnh Ngọc Linh cao nhất với độ cao 2.596 m.
Tỉnh Kon Tum có diện tích 9.689,6 km² Địa giới tỉnh Kon Tum nằm trong vùng từ 107020'15" đến 108032'30" kinh độ Đông và từ 13055'10" đến 15027'15" vĩ độ Bắc.
Phía Bắc Kon Tum giáp địa phận tỉnh Quảng Nam với chiều dài ranh giới 142 km, phía Nam giáp với tỉnh Gia Lai chiều dài ranh giới 203 km, phía Đông giáp với tỉnh Quảng Ngãi với chiều dài ranh giới dài 74 km, phía Tây giáp với nước CHDCND Lào (142,4 km) và Vương quốc Campuchia (138,3 km).
Khí hậu Kon Tum có nét chung của khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa của phíaNam Việt Nam, lại mang tính chất của khí hậu cao nguyên Khí hậu Kon Tum chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Trong đó, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trung bình hàng năm vào khoảng 2.121 mm, lượng mưa năm cao nhất 2.260 mm, năm thấp nhất 1.234 mm, tháng cólượng mưa cao nhất là tháng 8 Mùa khô, gió chủ yếu theo hướng Đông Bắc, nhưng vào mùa mưa, gió chủ yếu theo hướng Tây Nam Nhiệt độ trung bình trong năm dao động trong khoảng 22 - 23 độ C, biên độ nhiệt độ dao động trong ngày 8 - 9 độ C.
Giải pháp kiến trúc và các hạng mục xây dựng:
Bảng 1.1: THIẾT KẾ CHI TIẾT BỐ TRÍ MẶT BẰNG
STT Tên phòng Đơn vị Diện tích
6 Khu vực sảnh + bể tự hoại m 2 65
6 Ban chính trị + PGD CN m 2 46
4 Phòng dịch vụ giaỉ pháp m 2 33
1 Phòng dự trữ và phát trển m 2 60
3 Kho TT.VIETTEL thành phố m 2 30
3 Kho CN VIETTEL KON TUM m 2 50
6 Kho tài chính +văn thư m 2 40
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
1 Phương pháp tính toán sơ bộ Ở bước thiết kế sơ bộ hoặc đối với đối tượng chiếu sáng không yêu cầu chính xác cao có thể dung phương pháp tính toán gần đúng theo các bước sau:
- Bước 1: Chọn suất phụ tải chiếu sáng P0 (W/m2) sao cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng theo bảng 1.1 hoặc tra theo bảng 1.2: yêu cầu về mật độ công suất chiếu sáng theo QCXD 09 – 2005.
STT Tên loại tải tiêu thụ điện Chiếu sáng (W/m 2 ) Thiết bị văn phòng và sinh hoạt
6 Phòng máy của thang máy 10-15 0
10 Khu thiết bị kỹ thuật 10-15 20 - 25
11 Nơi đỗ xe tầng hầm 3-5 0
Bảng 2.2: Yêu cầu về mật độ công suất chiếu sáng LPD
Khu đỗ xe kín, trong nhà, trong hầm 3 Khu đỗ xe ngoài nhà, hoặc đỗ xe mở 1.6
- Bước 2 : Xác định công suất tính toán theo công thức :
Pcs: Phụ tải tính toán (W/m 2 ) P0: Suất phụ tải chiếu sáng (W/m 2 ) S: Diện tích (m 2 )
- Bước 3: Chọn bóng đèn với Pđ
- Bước 4: Tính số bóng đèn : N = Pcs/Pđ
- Bước 5: Bố trí đèn trong khu vực (theo cụm hoặc theo dãy)
- Tính toán theo phương pháp độ rọi yêu cầu
Phương pháp này dung để tính toán chiếu sáng chung, không thích hợp để tính toán chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời Phương pháp này thường dùng để tính chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tích hơn 10m2
Nội dung tính toán chiếu sáng
* Giả thiết và yêu cầu:
Cho một phân xưởng có chiều dài a(m), chiều rộng b(m), chiều cao h (m) và một số dữ liệu khác như: Loại phân xưởng, màu sơn tường, trần…
- Yêu cầu: Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng trên:
• Xác định số lượng bóng đèn n
• Quang thông của mỗi bóng Fđ
• Công suất của bóng đèn Pđ
Nội dung phương pháp Phương pháp hệ số sử dụng được tính toán theo công thức: tt sd
Ftt - quang thông tính toán của mỗi bóng đèn (lm)
Ksd - hệ số sử dụng của loại bóng đèn E - độ rọi yêu cầu (lx); n - số bóng đèn; k - hệ số dự trữ; S - diện tích phân xưởng Trình tự tính toán:
Tra bảng 3.1 trang 127 giáo trình “Kỹ thuật chiếu sáng – chiếu sáng tiện nghi và hiệu quả năng lượng”
Bảng 2.3: Bảng tra độ rọi của từng khu vực:
Loại phòng, công việc hoặc hoạt động Các mức độ rọi
Xưởng chế tạo và lắp ráp máy
Công việc không ổn định 150-200-300
Làm việc bằng máy, máy tự động 300-500-750 Công việc chính xác, đo đạc, kiểm tra chi tiết 500-750-1000 Công nghiệp thủy tinh gốm sứ
Hoàn thiện,lên men, tráng men 300-500-750 - Bước 2: Xác định n – số bóng đèn
Xác định độ cao treo đèn
Hình 2.1: Xác định độ cao treo đèn Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác:
Xác định L- khoảng cách giữa các bóng liền kề nhau Lựa chọn loại bóng đèn phù hợp
Tra bảng 3.6[3]: Xác định cấp của bộ đèn Tra bảng 3.5[3]: Xác định tỷ lệ L/H -> khoảng cách giữa 2 bóng Bảng 2.4: Khoảng cách giữa các đèn
Cấp của bộ đèn Khoảng cách max giữa hai đèn L max
Xác định vị trí treo đèn dựa vào diện tích cần chiếu sáng S ->Xác định được tổng số bóng đèn cần dùng n.
Bước 3: Xác định hệ số dự trữ k
Do sự già hóa của bộ đèn và sự bám bẩn của chúng làm suy giảm quang thông của bộ đèn Xét đến sự suy giảm quang thông của đèn người ta sử dụng hệ số bù quang thông (hệ số dự trữ k) để bù lại sự suy giảm quang thông theo thời gian.
Tra bảng 10-5 Hệ số dự trữ - trang 189 giáo trình “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng”
Bảng 2.5: Bảng tra hệ số dự trữ:
Tính chất của công trình
Số lần lau bóng ít nhất 1 tháng
Hệ số dự trữ Đèn huỳnh quang Đèn nung sáng
Các phòng có nhiều khói, bụi, tro hoặc bồ hóng
Các phòng có bụi, khói,tro hoặc bồ hóng trung bình
Các phòng có ít bụi, khói,tro hoặc bồ hóng
Bước 4: Xác định hệ số sử dụng Ksd
Xác định chỉ số phòng :
Trong đó : a – chiều dài phân xưởng b – chiều rộng phân xưởng H – độ cao treo đèn
Bảng 2.6: Bảng tra hệ số Ksd
+ Xác định hệ số phản xạ trần, tường, sàn: thể hiện sự phản xạ ánh sáng của trần, tường sàn tùy thuộc vào chất liệu, màu sắc, bề mặt, thường chọn là 7,5,3.
Bảng 2.7: Xác định hệ số phản xạ trần ρtr,hệ số phản xạ tường ρtg
Màu sơn trần, tường ρ tg , ρ tr
Màu vàng, lục sáng, xi măng 0,5
Màu rực rỡ, gạch đỏ 0,3
->Xác định Ksd bằng cách tra bảng PL 6.13 [1] theo φ, ρtr , ρtg
+ Chọn cấp của bộ đèn: để chọn cấp của bộ đèn phù hợp với yêu cầu chiếu sáng phải xét đến nhiều yếu tố Để không bị chói lóa, ta có thể theo khuyến nghị của Hội chiếu sáng đô thị Việt Nam:
Bảng 2.8: Các cấp của bộ đèn
+ Xác định tỷ số treo đèn theo công thức: j h1
+ Chọn loại đèn: dựa theo các yêu cầu về chiếu sáng tiện nghi, hạn chế chói lóa, kiểu chiếu sáng, ta chọn loại đèn phù hợp trên thực tế.
+ Tra bảng để có hệ số sử dụng: ksd
Bảng 2.9: Hệ số sử dụng loại đèn E
Bước 5: Tính toán số lượng đèn cần thiết: sd
Trong đó: hệ số tính toán Z = 0,8 ÷ 1,4 Bước 6: Xác định Fđ , Pđ
Tra catalogue bóng đèn có quang thông Fđ ≥ Ftt
->Từ đó xác định được công suất của bóng đèn Pđ
Bước 7: Mô phỏng trên Dialux để kiểm chứng Tính công suất tính toán chiếu sáng: ttcs đ đ đtcs
P = n P k (W) Hệ số sử dụng đồng thời chiếu sáng k đtcs : với k đtcs = 1 (TCVN 9206 bảng 9)
2.1.2 Phương pháp tính toán ổ cắm:
Công suất đặt của 1 lộ ổ cắm (khi không có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện do các ổ cắm này) với mạng điện từ 2 nhóm trở lên (nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm) tính theo công thức sau :
Poc : là công suất tính toán ổ cắm của phòng (W) P0oc ∶là công suất ổ cắm trên 1m 2 sàn (W/m 2 ) S : là diện tích phòng (m 2 )
Theo TCVN 9206 – 2012, “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”, ta chọn ổ cắm đôi nên công suất mỗi ổ cắm vào khoảng 300W/1 ổ :
Số lượng ổ cắm là: Noctt = Poctt/P1oc (bộ) Công suất tính toán ổ cắm: Poc = Noctt.Pđoc Ksd (kW) Hệ số sử dụng ổ cắm Ksd: với Ksd= 0,5÷0,8 (TCVN 9206 bảng 9)
- Chú ý: Với những trường hợp đặc biệt như phòng chỉ có từ một đến hai ổ cắm,… thì hệ số sử dụng của ổ cắm có thể thay đổi theo phụ tải Đối với các công trình khi đã bố trí nội thất, ta sẽ dựa vào nội thất để bố trí ổ cắm cho phù hợp với nhu cầu sử dụng và đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế.
2.1.3 Phương pháp tính toán điều hòa.
Công suất điều hòa cần thiết được tính theo công thức:
Pđ : Công suất điều hòa cần thiết của phòng (W)
P 0 : Công suất lạnh (200 BTU/1m 3 ) V : Thể tích phòng (m 3 )
Quy đổi công suất điện tương đương : 0,09W – 1BTU Ta chọn điều hòa phù hợp với công suất P đh và số lượng tương ứng.
Số lượng điều hòa: n đ h = P đ P đh (cái)
Công suất tính toán điều hòa: P ttđh = n đh P đh k đtđh (kW) Hệ số sử dụng đồng thời điều hòa k đtđh : với k đtđh ¿ 1 (TCVN 9206 bảng 9)
2.1.4 Phương pháp tính toán phụ tải thang máy.
- Lấy bên nhà cung cấp thang máy hoặc lấy như sau
700 đến 500 Kg = 3.5-5 kW : thang máy mini ( gia đình) 700 đến 900 Kg = 11 kW
2.1.5 Phương pháp tính toán phụ tải bơm nước.
- Công suất máy bơm gia đình : 0.25-1kw- Công suất máy bơm sinh hoạt: 11Kw- Công suất máy bơm cứu hỏa: 110 Kw
ÁP DỤNG TÍNH TOÁN
-Theo tiêu chuẩn 7114-2008 chọn E = 500(lx) -Diện tích phòng: S = 10,1.8,614= 87 (m 2 ) -Hệ số tính toán: Z= 0.8÷1,4
-Hệ số dự trữ: K= 1,3 - Xác định chỉ số phòng : a b 10,1.8, 614
-Xác định hệ số phản xạ trần PTr , hệ số phản xạ tường PTg
-Hệ số phản xạ trần: PTr = 70%
-Hệ số phản xạ tường: PTg = 50%
-Hệ số phản xạ sàn: PS = 30%
-Tra bảng hệ số sử dụng quang thông (PL6.13) ta có Ksd=0,86 -Dựa vào catalogue ta chọn đèn:
MPE FPD-6060T LED Big Panel Series FPD 0.6x0.6m 40W 6500K, có Ftt = 4000 Lm, Pđ = 40 W
- Xác định số bóng đèn: sd
Tính toán mô phỏng trên dialux :
→Số bóng đèn thực tế cần dùng là: n = 18 ( bóng )
Các phòng còn lại thể hiện chi tiết qua bảng excel 2.2.2 Tính toán ổ cắm.
- Chọn suất phụ tải ổ cắm là: P0 = 45 (W/m 2 ) - Chọn ổ cắm 2 chấu cho phòng: Pdm = 300 (W) - Số ổ cắm sử dụng là:
- Số lượng ổ cắm thực tế sử dụng là: noc = 13 (ổ cắm) - Hệ số sử dụng đồng thời ổ cắm: Kđt = 0.5 ÷ 0.8
- Công suất ổ cắm trong phòng là:
Pttoc = noc Pdm Kđt = 13.300.0,5 = 1950 (W) = 1,95 (kW)
Các phòng còn lại thể hiện chi tiết trong bảng excel 2.2.3 Tính toán điều hòa.
Phòng giao ban ( tầng 3 ) ( S = 87 m 2 , cao 3,5m)
Pđ = P0 V = 200.87.3,5`900 BTU(Công suất lạnh : 200 BTU/1 m 3 )Chọn điều hòa 30000 BTU có P đh = 2,7 (kW) (0,09 W = 1 BTU)
Số lượng điều hòa sử dụng: n đ h = P đ P đh `900
Số lượng điều hòa thực tế sử dụng: nđh = 2 (cái)
P ttđh =n đh P đh k đtđh (kW) = 2.2,7.1 = 5,4 (kW)
Từ các số liệu tính toán trên
PPhòng giao ban = 0,9.(Pchiếu sáng + Pổ cắm + Pđiều hòa) = 0,9.(0,72 + 1,95 + 5,4) = 7,263 (kW)
Các phòng còn lại thể hiện chi tiết qua bảng excel
Tổng công suất tầng 3 Ptt tầng 3 = (PP Văn thư + PP Phó TGD VTT + P P GD chi nhánh + P P Hành chính + P P Tài chính + P Ban chính trị + PGD CN + P Giao ban + P P Kỹ thuật + P cầu thang + hành lang 1,2,3 + P WC nam, nữ )
→ tanφ = 0,62 -Qtt tầng 3 = Ptt tầng 3 tanφ = 27540.0,62074,8 (VAr) -Stt tầng 3 = P tt Q tt 2 2 = 27540 2 17074,8 2 32403, 71 (VA)
2.2.4 Công suất tính toán của cả tòa.
Pttcảtòa = (Ptầngtrệt+ Ptầng1+Ptầng2+Ptầng3+Ptầng4+Ptầng5+Ptầng6+Ptum) Kpt kdt
2.2.5 Mô phỏng Dialux Mô phỏng phòng giao ban: S = 87m²
Mở cửa sổ dialux điền đầy đủ thông tin:
- Chiều dài: a = 10,1(m)- Chiều rộng: b =8,614(m)- Chiều cao: c = 3,5(m)
Vào catalog chọn đèn LED âm trần MPE FPD-6060T LED Big Panel Series FPD 0.6x0.6m 40W 6500K có Pđ = 40W, Ftt = 4000 lm
Hình 2.2 Nhập thông số kỹ thuật,chọn đèn cho phòng giao ban Ấn next để tiếp tục
- Ở ô planned ta nhập E P0 (lx) - Nhập số hàng và số cột bố trí đèn
Hình 2.3 Cửa sổ phân bố đèn phòng giao ban Ấn vào calculate để tính toán
Hình 2.4 Kết quả tính toán của phòng giao ban Mô phỏng 3D
Hình 2.5 Cửa sổ mô phòng hoàn thiện phòng giao ban
PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH
- Nguồn điện cung cấp cho công trình là lưới điện 3 pha 110/22 KV của thành phố đi trên không Được lấy vào theo đường cáp ngầm đưa vào trạm biến áp 22/0,4 (kV) của toà nhà.
- Điểm đấu nối phụ thuộc vào kết cấu lưới điện trung thế bên trong toà nhà
- Nguồn điện dự phòng cấp cho cả toà nhà Thông qua bộ chuyển đổi nguồn ATS
- Sau 5s phải có nguồn dự phòng cấp cho phụ tải của công trình.
Xây dựng 1 trạm biến áp (trạm xây) cho công trình Theo kết cấu của công trình thì trạm biến áp này sẽ đặt ở khu đất được bố trí sẵn
Máy phát điện dự phòng cũng được đặt ở khu đặt trạm biến áp sẽ cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiển gồm có :
- Hệ thống chiếu sáng, ổ cắm - Hệ thống bơm nước sinh hoạt và chữa cháy - Hệ thống thang máy
Cáp điện từ trạm biến áp vào tủ điện tổng toà nhà
Nguồn từ tủ điện tổng cấp điện cho các tủ điện tầng dùng Busway đi dọc theo thang cáp trong hộp kỹ thuật Từ tủ điện tầng cấp điện cho các bảng điện phòng đi theo máng cáp kết hợp với ống gen Bảng điện phòng cấp điện cho chiếu sáng ,ổ cắm đi theo ống gen.
Dây dẫn đến các thiết bị dùng loại lõi đồng, hai lớp bọc, đi trong ống PVC, đi ngầm trong trần giả, tường, trần, sàn nhà.
Hệ thống điện cho chiếu sáng, ổ cắm, đèn, bơm nước, … độc lập với hệ thống điện cho điều hòa Ta chỉ tính toán và để đầu chờ nguồn cho điều hòa Trong mỗi đơn vị dùng điện bố trí một bảng phân phối điện, trong đó lắp các Aptomat để bảo vệ và phân phối điện đến các thiết bị dùng điện nhằm đảm bảo an toàn và tăng sự linh hoạt trong công việc điều khiển hệ thống điện Từ các tủ điện phân phối đi các phụ tải phải tính toán và bố trí sao cho công suất của các phụ tải ở các pha cân bằng nhau.
Tiết diện tối thiểu của dây dẫn như sau:
Dây dẫn từ công tắc ra đèn: 1,5mm 2 Dây dẫn cho mạch ổ cắm: 2,5mm 2
Hệ thống điện chiếu sáng được bảo vệ bằng các Aptomat lắp trong các bảng điện, điều khiển chiếu sáng bằng các công tắc lắp trên tường cạnh cửa ra vào, lối đi lại, ở những vị trí thuận lợi nhất.
Ngoài ra còn bố trí các ổ cắm điện nhằm phục vụ cho chiếu sáng cục bộ và các mục đích khác.
Quy tắc lắp đặt thiết bị điện trong công trình:
-Tủ điện tổng, tủ điện sự cố đặt ở dưới sàn nhà có giá đỡ.
-Hộp công tơ của các tầng lắp ở độ cao 1,5m trong phòng kỹ thuật.
-Hộp phân phối điện các phòng, công tắc lắp ở độ cao: 1500mm so với sàn nhà.
-Các ổ cắm điện lắp trong công trình ở độ cao 0,4m so với sàn nhà, riêng các ổ cắm điện dành cho bếp điện và máy giặt lắp ở độ cao 1,5 m so với sàn nhà.
-Toàn bộ dây dẫn được luồn trong ống nhựa chôn ngầm trần, tường, sàn và đi trong hộp kĩ thuật
Cấp điện từ tủ điện tầng đến các phòng đi trong máng PVC (60 x 40) mm lắp nổi sát trần.
Các bóng đèn huỳnh quang một bóng lắp gắn tường có độ cao +2,6m, các đèn hắt tường có độ cao +2,4m.
- Trong quá trình cung cấp điện việc chọn nguồn điện có quan hệ mật thiết đến nhiều mặt như: phụ tải cấp điện áp, sơ đồ cung cấp điện, bảo vệ tự động, chế độ vận hành… vì vậy xác định nguồn điện phải được xem xét một cách toàn diện
- Tùy theo quy mô của cung cấp điện mà nguồn điện có thể là các máy điện (nhiệt điện, thủy điện…) các trạm biến áp khu vực trung gian hoặc các trạm biến áp phân phối và biến áp phân xưởng
- Nguồn điện cung cấp cho công trình là lưới điện 3 pha 110/22 KV của thành phố đi trên không Được lấy vào theo đường cáp ngầm đưa vào trạm biến áp 22/0,4 (kV) của toà nhà Điểm đấu nối phụ thuộc vào kết cấu lưới điện trung thế bên trong toà nhà
- Nguồn điện dự phòng cấp cho cả toà nhà Thông qua bộ chuyển đổi nguồn ATS
- Sau 5s phải có nguồn dự phòng cấp cho phụ tải của công trình. Để đảm bảo nguồn điện cung cấp điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo công suất cho các phụ tải
- Phải gần phụ tải điện
- Phải có nguồn dự phòng
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP (MBA)
Mục đích của trạm biến áp (TBA):
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện, TBA dùng để trao đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Các TBA, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy điện tạo thành một hệ thống truyền tải điện năng thống nhất.
Công suất máy biến áp được chọn theo công thức sau :
Công suất máy biến áp được chọn theo công thức sau : Với trạm 1 máy: Sba ≥ Stt (kVA) Với trạm n máy: n.Sba ≥ Stt (kVA) Điều kiện kiểm tra sự cố một số máy biến áp trong trạm biến áp (n -1).kqt.Sba ≥ Ssc
Ssc : Phụ tải mà trạm cần chuyển tới khi có sự cố (kVA) Sba : Công suất định mức của máy biến áp nhà chế tạo cho Stt : Công suất tính toán (công suất lớn nhất của phụ tải) K = 1,4 : Hệ số quá tải ứng với máy làm việc không quá 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ
Phương án lựa chọn trạm biến áp:
Phương án lựa chọn trạm biến áp:
+ Phương án 1: Chọn trạm biến áp gồm 1 máy biến áp Máy biến áp B(Sđm = 100 kVA) cấp điện cho phụ tải cho tòa nhà
+ Phương án 2: Chọn trạm biến áp gồm 2 máy biến áp Máy biến áp B1,B2 (Sđm = 100 kVA) cấp điện cho phụ tải cho tòa nhà
Công suất của tòa nhà Ptttoa = 130,3548 kW, Stttoa = 153,359 kVA Chọn phương án 2 sử dụng 2 máy biến áp Sđm = 100 kVA
Chọn máy biến áp Thibidi 100kVA- 22/0,4kV
Hình 3.1: MBA Thibidi 100kVA - 22/0,4 kV Thông số MBA 100kVA-22/0,4kV:
Bảng 3.1: Bảng thông số máy biến áp Thibidi 100kVA -22/0,4kV
LỰA CHỌN CÁP TRUNG ÁP VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRUNG ÁP
Trạm biến áp loại này thường có kết cấu như sau: Trạm treo, trạm cột (hay còn gọi là trạm bệt), trạm kín (lắp dặt trong nhà), trạm trọn bộ Căn cứ vào địa hình, vào môi trường, mỹ quan và kinh phí đầu tư mà chọn loại trạm cho thích hợp
Qua việc phân tích ưu nhược điểm cũng như địa hình công trình thiết kế của các trạm ta sử dụng trạm xây cho công trình.
Trạm kín thường được dùng ở những nơi cần độ an toàn cao
Trong trạm có thể đặt một hay hai máy biến áp hoặc nhiều hơn Dưới bệ máy biến áp cần có hố dầu sự cố Cửa thông gió cho phòng máy và phòng cao, hạ áp phải có lưới chắn đề phòng chim, rắn, chuột Ưu điểm: An toàn cho người sử dụng, dung lượng công suất của MBA lớn, giá thành hợp lý
Nhược điểm: Tốn diện tích.
Lựa chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện: Phương pháp chọn tiết diện dây 𝐽kt áp dụng với lưới điện trung áp trở lên (22kV) Bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp nên vấn đề điện áp không cấp bách, nếu chọn dây theo 𝐽kt sẽ có lợi về kinh tế, nghĩa là chi phí tính toán hàng năm thấp nhất 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.
*Các bước lựa chọn tiết diện dây cáp:
Bước 1 : Căn cứ vào loại dây định dung (dây dẫn hoặc cáp ) và vật liệu làm dây (nhôm hoặc đồng ) và trị số 𝑇max tra bảng chọn trị số 𝐽kt
Bảng 3.2: Bảng trị số 𝐽kt (A/mm 2 ) theo 𝑇max và loại dây.
Mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2) Số giờ sử dụng phụ tải cực đại trong năm 𝑇max (h) Đến 3000 Từ 3000 đến
Cáp cách điện giấy, dây bọc cao su, hoặc PVC:
Cáp cách điện cao su hoặc nhựa tổng hợp:
Với phụ tải điện sinh hoạt của đô thị thì 𝑇max = 3000 ÷ 5000 (ℎ) Tra bảng trên đồng thời xem trong tài liệu cung cấp điện của Ngô Hồng Quang thì ta chọn cáp đồng có 𝐽kt= 3,1(h)
Bước 2: Xác định dòng điện lớn nhất chạy trên các đoạn dây:
S : Công suất biểu kiến định mức của phụ tải ,(KVA) n : Số lộ đường dây ( lộ đơn n=1, lộ kép n=2 )
𝑈đm: Điện áp lưới (kV) Bước 3 : Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn cáp
F : Tiết diện dây dẫn [mm 2 ] I : Dòng điện làm việc của đường dây [A]
𝐽kt : Mật độ dòng kinh tế [A/m 2 ] giá trị mật độ dòng kinh tế Từ F tra bảng thông số tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất bé hơn
Vậy ta chọn tiết diện cáp trung áp theo tiết diện tiêu chuẩn gần nhất: Cáp đồng 3 lõi điện áp 24kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC (do hãng FURUKAWA chế tạo) Bảng 3.3: Bảng thông số kỹ thuật cáp trung áp 35mm 2 do FURUKAWA chế tạo
Tiết diện Đường kính 1 lõi Độ dày lớp XL PE Độ dày lớp PBV bên trong Đường kính dài PBV bên ngoài Đườn g kính sợi dây thép mạ Độ dày PVC
Trọn g lượn g r0 ở nhiệt độ DC x0 với 50kg mm 2 Mm mm Mm Mm mm mm Mm Ω/
Bước 4 : Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật :
- ∆𝑈bt; ∆𝑈sc : là tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường và khi đường dây gặp sự cố nặng nề nhất (đứt 1 đường dây trong lộ kép ,đứt đoạn dây trong mạch kín )
- ∆𝑈btcp; ∆𝑈sccp: trị số ∆U cho phép lúc bình thường và lúc có sự cố + Với U≥ 110(kv) : ∆𝑈btcp = 10%𝑈đm ; ∆𝑈sccp= 20%𝑈đm
+ Với U ≤ 35 (kv) : ∆𝑈btcp = 5%𝑈đm ; ∆𝑈sccp = 10%𝑈đm
+ 𝐼sc; 𝐼cp : dòng điện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu dài cho phép
Ngoài ra cần phải kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch của tiết diện:
𝛼 – hệ số nhiệt , với cáp đồng 𝛼 = 6 ,với cáp nhôm 𝛼 = 11
𝑡qd – thời gian quy đổi với lưới trung và hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch (𝑡qd = 𝑡c ) thường tc = 0,5÷ 1(𝑠)
Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật:
- Tổng trở 5 km đường dây trên không AC-35:
𝑍D = 𝑅D + 𝑗.𝑋D= 𝑟0.𝑙 + 𝑗.𝑥0.𝑙 = 0,524.5 + 𝑗.0,130.5 = 2,62 + 0,65𝑗 -Tổng trở 20m đường cáp ngầm CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 24KV – (3x35) mm 2
-Tổ ng trở cả đường dây AC và cáp là:
Z = R + j.X = (2,62+0,01048) + j.(0,65+2,6.10−3) =2,63048+ 0,6526.j (𝛺) - Tổn thất điện áp trên cả 2 đoạn đường dây là: cosφ =0,8 ÷ 0,85 nên chọn cosφ =0,85,
Do điện áp U "kV < 35kV nên ta sẽ áp dụng :
⟶Tiết diện cáp trung áp ta dùng sẽ là CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 24KV- (3x 35) 𝑚𝑚 2 do hãng FURUKAWA chế tạo
3.2.2 Tính toán ngắn mạch trung áp.
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý và thay thế để tính ngắn mạch
Ngắn mạch tại lưới trung áp được coi là ngắn mạch xa nguồn, tại đó dòng ngắn mạch thành phần không chu kỳ đã tắt, chỉ còn dòng ngắn mạch chu kỳ Dòng ngắn mạch chu kỳ còn gọi là dòng ngắn mạch siêu quá độ hoặc dòng ngắn mạch vô cùng:
Vì không biết kết cấu lưới điện quốc gia cho nên không thể tính được tổng trở của hệ thống cung cấp điện.để tính ngắn mạch trung áp cho phép coi nguồn công suất cấp cho điểm ngắn mạch là công suất cắt định mức của máy cắt đầu đường dây đặt tại trạm biến áp trung gian. Điện áp trung bình của lưới điện: 𝑈tb= 1,05, 𝑈đmLD= 1,05 22 = 23,1 (kV)
𝑆cđ: Công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn đặt tại trạm BATG cấp điện cho điểm ngắn mạch giả thiết máy cắt ở trạm trung gian sử dụng Scdm = 250 (MVA) (máy cắt của Liên Xô). Điện kháng hệ thống: XH = ( Scdm Utb) 2=23,1.23,1 250 = 2,1344 (Ω) -Tổng điện trở tính toán:
Z = R+j.X = (1,935+0,0074) + j.(0,62+2,48.10 -3 ) = 1,9424+j0,62248 -Dòng ngắn mạch tại điểm N:
√ (1,9424) 2+ (0,62248 +2,1344 ) 2√3 = ¿ 6,03(kA) -Điều kiện ổn định nhiệt của tiết diện cáp : 𝐹ôdn ≥ 𝛼.𝐼𝑁.√ t
-Với cáp ở công trình được sử dụng là cáp đồng nên 𝛼 = 6; 𝑡qd =𝑡c = 0,5
⇒Vậy chọn cáp là phù hợp với độ ổn định nhiệt.
LỰA CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP VÀ HẠ ÁP
Lựa chọn cáp hạ áp thì lựa chọn theo dòng phát nóng 𝐼𝑐𝑝 sẽ được xác định cụ thể như sau: 𝑘1𝑘2𝐼cp ≥ 𝐼tt
𝑘1 : là hiệu số chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây dẫn và thường được lấy =1 ở 30℃
𝑘2 : là hiệu chỉnh nhiệt độ ,kể đến số lượng đặt dây chung trong một rãnh
𝐼cp : là dòng phát nóng cho phép ,nhà chế tạo cho ứng với từng loại dây ,từng tiết diện
Itt : dòng làm việc lớn nhất qua dây Sau khi tìm được dòng cho phép rồi thì ta cần thử lại bằng cách:
Nếu thỏa mãn thì là dây chọn đã đạt tiêu chuẩn còn nếu không thì phải chọn lại dây
Chú ý : Đối với những tải có dòng lớn nên dùng cáp lớn hơn 1 cáp ( gộp cáp ) Lựa chọn tiết diện cáp hạ thế cụ thể sau :
- Từ máy biến áp B1 (B2) có S = 100 kVA tới tủ phân phối 1
√ 3 = 144,33 (A) Lựa chọn gộp 7 cáp CU/XLPE/PVC 0,6/1kV – (3x240+1x95)mm 2 do LENS chế tạo có dòng cho phép của cáp 3 lõi cộng với lõi trung tính là Icp S8 (A) (Theo Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị từ 0.4 – 500 kV của Ngô Hồng Quang bảng 4.23)
Kiểm tra lại với k1 = 1 ở 30℃ tra ở bảng B.52.14 k2 = 0,75 tra ở bảng B.52.17 k1.k2.Icp ≥ Itt ↔ 1.0,75.538.7 = 2824,5 ≥ 144,33 (thỏa mãn) k1.k2.Icp ≥ 1,25 1,5 Itt ↔ 1.0,75.538.7 = 2824,5 ≥ 144,33.1,25 1,5 = 120,275 (thỏa mãn)
=> Chọn cáp hạ là gộp 7 cáp CU/XLPE/PVC 0,6/1KV – (3x240+1x95)mm 2 là thỏa mãn.
3.3.2 Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải.
Máy cắt phụ tải bao gồm cầu dao phụ tải (CDPT) và cầu chì (CC): CDPT có thể đóng cắt mạch điện khi đang mang tải ở lưới trung áp nhưng không cắt được dòng điện ngắn mạch, CC sẽ đảm nhiệm
Bảng 3.4: Bảng điều kiện kiểm tra máy cắt phụ tải
Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện
Dao cắt Điện áp định mức (kV) Dòng điện định mức ( A) Dòng ổn định động (kA)
Dòng ổn định nhiệt (kA )
Cầu chì Dòng điện định mức của cầu chì (A)
Dòng cắt định mức của cầu chì ( KA ) Công suất định mức của cầu chì ( MVA)
Trong đó : 𝑈đmLD: Điện áp định mức của lưới điện (kV) 𝐼CB : dòng cưỡng bức ,dòng làm việc lớn nhất đi qua máy cắt
𝐼N; 𝐼′′: dòng ngắn mạch vô công và siêu quá độ trong tính toán ngắn mạch lưới cung cấp điện, coi ngắn mạch là xa nguồn, các trị số này bằng nhau và bằng dòng ngắn mạch chu kỳ
𝐼xk : Dòng điện ngắn mạch xung kích, là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch 𝐼xk = 1,8.√ 2 𝐼N
S’’: Công suất ngắn mạch : 𝑆′′ = √ 3.𝑈tb.𝐼′′
𝑡ôdn : Thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo 𝑡qd: Thời gian quy đổi , xác định bằng cách tính toán và tra đồ thị
Trong tính toán thực tế lưới trung áp, người ta cho phép lấy 𝑡𝑞𝑑 bằng thời gian tồn tại ngắn mạch, nghĩa là bằng thời gian ngắn mạch.
Khi đó dòng điện lâu dài lớn nhất qua cầu chì, cầu dao phụ tải là dòng quá tải của công trình : 𝐼qt = 𝐼đmMBA
Vậy: Icb =Iqt = IđmMBA= U S mba đm √3=22 100
Chọn dao cắt phụ tải do Siemen chế tạo thông số kỹ thuật dao cắt phụ tải chọn tra ở “ Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500KV của TS Ngô Hồng Quang ” Bảng thông số kỹ thuật cầu dao phụ tải SF6 do ABB chế tạo.
Bảng 3.5: Bảng thông số kỹ thuật máy cắt phụ tải Loại dao cắt phụ tải Uđm [kv] Iđm [A] INmax [kA] IN3s [kA]
Bảng 3.6: Bảng thông số kỹ thuật cầu chì ống do Siemens chế tạo Loại cầu chì Uđm [kv] Iđm [A] INmax [kA]
Bảng 3.7: Các điều kiện chọn kiểm tra
Các điều kiện chọn,kiểm tra Điều kiện
Dao cắt Điện áp định mức (kV) Dòng điện định mức ( A) Dòng ổn định động (kA)
Dòng ổn định nhiệt (kA )
UđmCDPT $ ≥ UđmLD" IđmCDPT@0 ≥ Icb5,96 Idđn= 45 > ixk=1,8.√2.IN=1,8.√ 2 6,03,34 Iodn = 20≥¿ √ tnhdm tqd
Cầu Dòng điện định mức của cầu IđmCC = 160 ≥ Icb 5,96 chì chì (A)
Dòng cắt định mức của cầu chì ( KA )
Công suất định mức của cầu chì ( MVA)
3 3.3.1 Tính toán ngắn mạch phần hạ áp.
Ngắn mạch hạ áp là ngắn mạch xa nguồn Để tính toán ngắn mạch hạ áp cho phép coi trạm TBPP là nguồn Khi đó tổng trở hệ thống chính là tổng trở của TBA.
∆PN, UN :Tổn hao ngắn mạch (KW) và điện áp ngắn mạch (%) của biến áp,nhà chế tạo cho
UđmB, SđmB : Điện áp định mức (KV) và công suất định mức (KVA) củabiến áp n : Số máy biến áp đặt trong trạm.
Từ máy biến áp có S = 100 (kVA)-22/0,4 (kV) của ABB có tra sổ tay có
∆PN = 1750 (W); Un = 4% ta tính được : ZB1 = 1,75.0,4
Dòng điện ngắn mạch tại điểm N từ máy biến áp B1 là:
230 6,4.√ 3 = 20,75 (kA) a Tính toán lựa chọn máy biến dòng
Máy biến dòng điện là khí cụ điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện sơ cấp I1 trong mạch điện có điện áp cao về dòng điện thứ cấp I2 tương ứng với thiết bị đo lường thông qua tỷ số nBI , để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, role
- Với máy biến dòng có dòng sơ cấp lớn hơn 1000 (A) trở lên không cần kiểm tra ổn định nhiệt
- Máy biến dòng kiểu thang dẫn không cần kiểm tra ổn định động vì thanh dẫn đã được kiểm tra đảm bảo ổn định
Ta có dòng điện định mức qua máy biến dòng :
Ta chọn máy biến dòng TI 300/5A do công ty thiết bị đo điện chế tạo có U ≤ 600(V) với các thông số sau :
Bảng 3.8: Bảng thông số kỹ thuật máy biến dòng b Tính toán lựa chọn máy cắt hạ áp (aptomat tổng )
Máy cắt điện là thiết bị đóng cắt mạch điện ,có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điên Máy cắt điện nói chung và máy cắt hạ thế nói riêng nó có nhiệm vụ bảo vệ thanh cái của các tủ phân phối hạ thế Dòng điện cưỡng bức chính là dòng điện qua máy biến áp có S 00KVA
ICB= Itt= IđmB1 = √ Smbp 3 Uđm = √ 100 3.0,4 = 144,34(A) Chọn loại máy cắt 3AF do hãng ABB chế tạo có dòng làm việc định mức 2500 (A) (Bảng 5.7 Sổ tay tra cứu và lựa chọn từ 0,4 -500 kv của Ngô Hồng Quang )
Bảng 3.9: Bảng thông số kỹ thuật và điều kiện kiểm tra máy cắt hạ áp
Mã sản phẩm Uđm Iđm In
3AF 117-3 3600 2500 50 c Chọn thanh cái hạ áp Bảng 3.10: Đại lượng chọn và kiểm tra thanh cái hạ áp Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Mã sản phẩm
Số vòng dây sơ cấp
Kích thước Trọng lượng Đường kính
BD38 3000 5 1 0,5 110 195 55 235 3,5 Điện áp định mức(V) UđmCB600>UđmLĐ@0 Dòng điện định mức(A) Iđm%00>Icb#09,4 Dòng cắt định mức(KA) IcđmP>InA,38
Thanh cái còn được gọi là thanh cái hoặc thanh góp Thanh góp được dung trong các tủ động lực ,tủ phân phối hạ áp ,trong các tủ máy cắt… Thanh góp được chọn theo dòng phát nóng và kiểm tra theo độ ổn định nhiệt, ổn định động dòng ngắn mạch Các điều kiện chọn và kiểm tra thanh góp:
Bảng 3.11: Lựa chọn và kiểm tra thanh góp hạ áp Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép(A) k1.k2.Icp ≥Icb
Khả năng ổn định động (KG/m2) cp ≥tt
Khả năng ổn định nhiệt(mm2) F=.I.√ tqd
Trong đó : k1=1 : với thanh góp đặt đứng k1=0,95 : với thanh góp đặt ngang k2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (tra sổ tay )
cp : ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp Với thanh góp nhôm = 700kg/cm 2 ; với thanh góp đồng = 1400kg/cm 2
tt: ứng suất tính toán xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động dòng ngắn mạch tt= W M (kg/cm 2 )
Với M : momen uốn tính toán M = Ftt 10.l(kGm)
Ftt :Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch Ftt=1,76.10 -2 a l ixk (kG) l: khoảng cách giữa các sứ của 1 pha,cm a : khoảng cách giữa các pha ,cm W : momen chống uốn của thanh góp ,tính theo công thức tương ứng với từng kiểu dáng ,cho trong bảng 5.7_tr135 (Giao Trình Cung Cấp Điện _T.s Ngô Hồng Quang )
- Máy biến áp B1 có S = 100 (kVA)
- Dòng điện lớn nhất qua thanh góp là dòng điện định mức máy biến áp B1
√3 0,4 = 144,33(A) Chọn thanh cái tiết diện (120x10) mm ,mỗi pha 1 thanh , mỗi pha 1 thanh đồng đặt cách nhau 8cm, mỗi thanh đặt trên 2 sứ khung tủ cách nhau 70cm.
Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật của thanh cái hạ áp
Kích thước (mm) Tiết diện của 1 thanh (mm 2 )
Theo tài liệu “Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV” bảng 7.2, trang 362.
Tính toán dòng ngắn mạch để kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt Theo tính toán phía trên thì dòng ngắn mạch ở phía hạ áp là từ máy biến áp B1 là INB1 = 20,75 (kA) + Tính trị số dòng ngắn mạch xung kích:
Ixk = 1,8.√2.INB1 = 1,8 √2 20,75 ≈ 52,82 (kA) + Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch:
Ftt = 1,76.10 -2 a l Ixk = 1,76.10 −2 70 8 52,82 = 8,135 (kg) + Mômen uốn tính toán:
Mtt = Ftt l 10 = 8,135.70 10 = 56,945 (kg.cm) + Mô men chống uốn của thanh đồng (120x10)mm đặt đứng: (tra bảng 5.7_tr135 giáotrình cung cấp điện
tt = W M = 56,945 1,28 = 44,49 (kg/cm 2 ) Với = 6, tqd = tc = 0,5 (s) ta có kết quả kiểm tra thanh góp:
Bảng 3.13: Kết quả kiểm tra thanh góp
Các đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép (A) k1.k2.Icp = 2400 (A)>Icb = 144,33 (A) Khả năng ổn định động (KG/m2) cp 00 > tt = 44,49
Khả năng ổn định nhiệt (mm2) F0x80>.In√ t=6.20,75.√0,5,03
Lựa chọn tủ ATS
ATS ( Automactic Transfer Switch) là thiết bị dùng để chuyển tải nguồn tự động từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính có sự cố như mất pha, ngược pha, mất nguồn,… Tủ ATS thường dùng để chuyển đổi nguồn lưới-lưới hoặc lưới-máy phát.
Mục đích của tủ điện ATS là đảm bảo luôn có đủ nguồn điện cần thiết cho doanh nghiệp để quá trình sản xuất không bị gián đoạn.
Vỏ tủ điện ATS: Được làm từ théo mã kẽm, bên ngoài được trang bị một lớp sơn tĩnh điện Vỏ tủ điện có kích thước to – nhỏ sẽ tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, công suất.
Thiết bị chuyển mạch tự động: Được thiết kế có các chế độ chuyển mạch tự động hoặc bằng tay Bộ điều khiển tủ điện ATS: Có chức năng điều khiển thiết bị chuyển mạch theo thời gian Hệ thanh cái đồng phân phối điện tủ điện ATS: Tùy theo dòng điện định mức của hệ thống mà được tính toán phù hợp Các nút ấn, màn hình LCD, hệ thống đèn chỉ thị giúp người vận hành có thể linh hoạt được chế độ hoạt động Ngoài các bộ phận trên, tủ điện ATS còn được tích hợp thêm chức năng giám sát và điều khiển từ xa.
3.4.3 Phân loại hệ thống tủ điện ATS
Trên thị trường hiện nay có các loại tủ điện ATS phổ biến, đó là:
- Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới, 1 nguồn máy phát điện dự phòng Loại này sử dụng nhiều trong các chung cư cao ốc, nhà máy sản xuất.
- Tủ điện ATS 2 nguồn điện lưới chính, 1 nguồn máy phát điện dự phòng Loại này thường được lắp đặt và sử dụng trong các khu công nghiệp lớn Hệ thống điện lưới luôn có hai nguồn độc lập luân phiên nhau để bảo trì.
- Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới, 2 nguồn máy phát điện dự phòng.
- Tủ điện ATS 1 nguồn điện năng lượng gió (wind generator), 1 nguồn điện lưới dự phòng
- Tủ điện ATS 1 nguồn điện năng lượng mặt trời (solar generator ), 1 nguồn điện lưới dự phòng
- Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới , 1 nguồn kích điện dự phòng (UPS – Inverter )
Hệ thống tủ điện ATS cũng có thể được phân loại theo công suất như: 100A, 200A, 250A, 400A dùng khởi động từ là chủ yếu.
Hệ thống tủ ATS lớn khoảng 800A đến hàng ngàn Ampe thì sử dụng máy cắt khí, bền bỉ hơn.
3.4.4 Chức năng của tủ điện ATS
Chức năng chính của Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switches) là chuyển tải sang sử dụng nguồn điện dự phòng như máy phát điện khi mất nguồn chính điện lưới.
Ngoài ra, tủ ATS thường có chức năng bảo vệ khi điện lưới và điện máy phát bị sự cố như: mất pha, mất trung tính, quá áp, sụt áp,…
Tủ ATS sẽ tự động chuyển sang nguồn dự phòng và khi nguồn chính phục hồi bộ ATS sẽ tự động chuyển nguồn trở lại.
Thời gian chuyển nguồn dự phòng có thể đặt được trong khoảng 5 ÷ 10s, khi điện lưới phục hồi, tủ ATS chờ một khoảng thời gian 10 ÷ 30s để xác định sự ổn định của nguồn lưới Tủ ATS có 2 chế độ vận hành: tự động hoặc bằng tay Trước mặt tủ có các nút ấn, màn hình LCD và có hệ thống đèn chỉ thị để người vận hành điều chỉnh được thời gian chuyển mạch, chế độ hoạt động.
Tủ điện ATS có cổng truyền thông để dễ dàng kết nối tại chỗ với Máy tính để hiệu chỉnh thông số, nó có sẵn mô đun truyền thông MODBUS.
Tủ ATS được thiết kế để đảm bảo các thiết bị đóng cắt như ACB/MCCB có sự ràng buộc với nhau đảm bảo vận hành an toàn Có khả năng tích hợp với hệ thống tủ phân phối tổng MSB và tủ bù công suất để nâng cao tính linh hoạt trong hệ thống có nhiều nguồn, nhiều máy phát, để cung cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng.
Tủ điện ATS có thể tích hợp thêm chức năng giám sát và điều khiển từ xa thông qua việc sử dụng bộ điều khiển PLC của các hãng như: Siemens, Mitsubishi…
3.4.5 Nguyên lý hoạt động tủ ATS
Thông thường, tủ ATS có hai đầu vào và một đầu ra, đầu vào là một máy phát điện dự phòng và nguồn điện Tủ ATS sẽ tự động bật máy phát điện trong trường hợp mất điện hoặc nó có thể được được bật bằng tay khi một cơn bão đang đến gần hoặc để bảo trì cung cấp điện liên tục (UPS) Máy phát điện được xem là một nguồn điện dự phòng đáng tin cậy và ổn định hơn các nguồn dự phòng khác.
Hình 3.4: Sơ đồ tủ ATS
Tủ ATS theo dõi tình trạng hoạt động của nguồn điện chính và cung cấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị một số lỗi như: mất pha, thấp áp, tần số trên dưới mức cho phép, mất trung tính, mất điện hoàn toàn.
Khi bị sự cố mất nguồn chính hệ thống điều khiển của tủ ATS sẽ đưa ra lệnh hoạt động tự động :
- Ngưng cung cấp nguồn lưới chính vào phụ tải.
- Khởi động động cơ sơ cấp (máy nổ diesel hoặc máy dự phòng khác như pin năng lượng mặt trời ).
- Đóng nguồn điện cung cấp từ máy phát vào phụ tải.
Khi nguồn điện chính được phục hồi hệ thống điều khiển của tủ ATS sẽ đưa ra lệnh hoạt động tự động :
- Ngắt nguồn cung cấp từ máy phát khỏi phụ tải.
- Đóng lại nguồn điện lưới vào tải.
- Tạo tín hiệu dừng động cơ sơ cấp (động cơ diesel hoặc máy dự phòng khác như pin năng lượng mặt trời ) của máy phát , sau một thời gian tổ máy phát vận hành tại trạng thái không tải.
3.4.6 Lựa chọn hệ thống tủ ATS
Việc chọn hệ thống tủ điện ATS loại nào tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của mỗi đơn vị Các chuyên viên kỹ thuật tư vấn những yếu tố cần quan tâm để lựa chọn hệ thống ATS phù hợp như sau:
- Cần xác định được công suất của trạm biến áp - Dựa theo công suất của máy phát điện, tính toán khu vực ưu tiên sử dụng điện.
- Dựa theo vị trí lắp đặt hệ thống: nhiệt độ, môi trường,…
- Được kết nối với hệ thống kiểm soát của doanh nghiệp Tự động báo cáo thông tin theo lịch trình đã được thiết lập sẵn
3.4.7 Ứng dụng của tủ điện ATS
Hình 3.5: Kết nối lắp đặt tủ ATS
Tủ điện ATS được sử dụng ở các khu công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, cảng, sân bay… nơi có các phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục, hay những vùng hay có sự cố mất điện lưới đột ngột.
DỰA THEO CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BIẾN ÁP, TA CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN THEO BẢNG SAU:
Bảng 3.14: Bảng chọn máy phát điện:
Hệ số yêu cầu (Kyc)
Công suất (kw) Bảng 3: Tổng hợp chọn máy phát điện
Tủ điện phân phối TPP 153,359
Quạt thông gió tầng hầm 7,5 1 7,5
Cấp điện tủ điện hút khói hành lang 7,5 1 7,5
Cấp điện tủ điện tăng áp cầu thang 11 1 11
Tổng Công suất tính toán (kW) 302,859 Hệ số đồng thời (Ks) 0,9 Tổng Công suất tính toán (kW) 272,573 Hệ số công suất cosphi 0,85 Công suất biểu kiến (kVA) 320,674
Chọn máy phát điện 3P-350 kVA - 50hz
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ DÂY DẪN
LỰA CHỌN APTOMAT
Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và có khả năng tự động hóa cao nên áptomát ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ cũng như lưới điện sinh hoạt.
Người ta cũng chế tạo các loại áptomát 1 pha, 2 pha, 3 pha với số cực khác nhau như 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực Ngoài ra còn có aptomát chống rò tự động cắt mạch nếu dòng rò có trị số 30mA,100mA hoặc 300mA tùy loại.
Bảng 4.1: Điều kiệu lựa chọn và kiểm tra aptomát
Tầng 3 - Phòng họp giao ban ( S = 87m 2 )
Sau khi ta xác định xong phụ tải điện, ta có:
( Phòng giao ban có 3 lộ đèn gồm 18 bóng, 1 lộ gồm 6 bóng LED âm trần MPE FPD- 6060T LED Big Panel Series FPD 0.6x0.6m 40W 6500K có Pđ = 40W, Ftt = 4000 lm.)
P ttcs =n đ P đ k đtcs = 6.40.1 = 240 (W) = 0,24 (kW) Ta có: Cos φ = 0,85
Dòng điện tính toán chiếu sáng:
Chọn Aptomat : MCB-1P-6A Iđm= 6A Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán Điện áp định mức Kv UđmA ≥ Uđmtt
Dòng điện định mức A I đmA >_ Itt
Dòng điện cắt định mức Ka Iđm cắt>_ Itt
Sau khi ta xác định xong phụ tải điện, ta có:
(Phòng họp nhỏ 604 có 2 lộ ổ cắm gồm 13 bộ, 1 lộ 6 bộ, 1 lộ 7 bộ) Công suất 1 lộ ổ cắm:
P ttoc =n oc P oc k đtoc = 7.300.0,5 = 1050 (W) = 1,050 (kW) Ta có: Cos φ =0,85
Dòng điện tính toán ổ cắm:
Sau khi ta xác định xong phụ tải điện, ta có:
(Phòng giao ban có 2 lộ điều hòa, 1 lộ 1 cái) Công suất 1 lộ điều hòa:
P ttđh =n đh P đh k đtđh = 1.2,7.1 = 2,7 (kW) Ta có: Cos φ =0.85
Dòng điện tính toán điều hoà:
LỰA CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN
Giới thiệu chung về các phương pháp và phạm vi ứng dụng + Có 3 phương án lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp.
Chọn tiết diện dây theo mật độ kinh tế của dòng điện J kt
Jkt (A/mm 2 ) là: số ampe lớn nhất trên 1mm 2 tiết diện kinh tế Tiết diện chọn theo phương pháp này sẽ có lợi về kinh tế.
Phương pháp chọn tiết diện dây theo Jkt áp dụng với lưới điện có điện áp U ≥ 110 ( kV) bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dùng điện trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa là yêu câu không thật chặt chẽ.
Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lướn cũng được chọn theo Jkt.
Chọn tiết diện dây theo điện áp cho phép ΔU cp
Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chỉ tiêu chất lượng điện làm điều kiện tiên quyết chính vì thế, nó được áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn, đường dây tải điện khá dài , chỉ tiêu điện áp dễ bị vi phạm.
Chọn dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp
Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cho lưới điện hạ áp đô thị, công nghiệp và sinh hoạt.
Bảng 4.2: Phạm vi áp dụng các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp
Lưới điện Jkt ΔUUcp Jcp
Cao áp Mọi đối tượng - -
Trung áp Đô thị, công nghiệp
Hạ áp - Nông thôn Đô thị, công nghiệp
Tiết diện dù chọn theo phương pháp nào cũng phải thỏa mãn các điều kiện sau đây: ΔUUbt ≤ ΔUUbtcp ΔUUsc ≤ ΔUUsccp
Trong đó: ΔUUbt , ΔUUsc – là tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường và khi đường dây bị sự cố nặng nề nhất (đứt 1 đường dây trong lộ kép, đứt đoạn dây trong mạch kín). ΔUUbtcp, ΔUUsccp– là trị số ΔUU cho phéplúc bình thường và khi xảy ra sự cố.
Với U ≥ 110 kV: ΔUUbtcp = 10% Udm ΔUUsccp = 20% Udm
Với U ≤35 kV ΔUUbtcp = 5% Udm ΔUUsccp = 10% Udm
Isc, Icp – dòng điện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu dài cho phép.
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 phải thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:
F – tiết diện của dây dẫn α – hệ số: với thanh cái nhôm α = 11, thanh cái đồng α = 6 tqđ – thời gian quy đổi, đối với ngắn mạch trung áp và hạ áp cho phép lấy tqđ = tc
(thời gian cắt ngắn mạch) thường lấy tc = 0,5 ÷ 1 (s). a Trình tự thực hiện các phương pháp
Lựa chọn tiết diện theo Jkt
Bước 1 : Căn cứ vào loại dây định dùng (dây dẫn hoặc cáp) và vật liệu làm dây (nhôm hoặc đồng) và trị số Tmax tra bảng chọn trị số Jkt
Bảng 4.3: Bảng trị số Jkt (A/mm 2 ) theo Tmax và loại dây
Nếu đường dây cấp điện cho nhiều phụ tải có Tmax khác nhau thì xác định trị số trung bình của Tmax theo biểu thức:
Trong đó: Si, Pi là phụ tải điện (phụ tải tính toán) của hộ tiêu thụ.
Bước 2: Xác định trị số dòng điện lớn nhất chạy trên các đoạn dây:
Với n là số lộ đường dây (lộ đơn n = 1, lộ kép n = 2)
Bước 3: xác định tiết diện kinh tế từng đoạn.
Căn cứ vào trị số Fktij tính được, tra sổ tay tìm tiết diện tiêu chuẩn gần nhất bé hơn.
Bước 4: Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các điều kiện kỹ thuật trên, nếu có 1 điều kiện không thỏa mãn phải nâng tiết diện lên 1 cấp và thử lại
Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo ΔU U cp
Bước 1: Cho một trị số xo lân cận 0,4 (Ω/km), trường hợp tổng quát đường dây n tải tính được
Bước 2: Xác định thành phần ΔUU’
Bước 3: Xác định tiết diện tính toán theo ΔUUcp
Chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất lớn nhất
Bước 4: kiểm tra tiết diện đã chọn theo các điều kiện kỹ thuật trên.
Trong các công thức trên Q (kVAr), P (kW), l (km), ΔUU’(V), Uđm ( kV)
Lựa chọn tiết diện theo I cp
Khi đường dẫn điện được bảo vệ bằng Aptômát thì dòng điện lâu dài cho phép của dây dẫn được lựa chọn phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- IAp là dòng điện định mức của Aptômát (A)
- khc là hệ số hiệu chỉnh dòng điện lâu dài của dây dẫn, cáp điện theo nhiệt độ môi trường, phương pháp lắp đặt và số mạch làm việc song song.
Trong đó: k1 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự trênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây
Bảng 4.4: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự trênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây k2 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng cáp đặt chung một rãnhBảng 4.5: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng cáp đặt chung một rãnh
Icp – dòng phát nóng cho phép, nhà chế tạo cho ứng với từng loại dây
Tiết diện dây khi chọn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp phải thử lại mọi điều kiện kỹ thuật, ngoài ra còn phải kiểm tra điều kiện kết hợp với các thiết bị bảo vệ
Nếu bảo vệ bằng áptômát: k 1 k 2 I cp ≥1,25.I đmA
1,25.IđmA là dòng khởi động nhiệt của áptomát 1,5 là hệ số cắt quá tải của áptomát
Lưu ý : Khi điều kiện kiểm tra kết hợp với thiết bị bảo vệ không thỏa mãn, yêu cầu chọn lại tiết diện dây tăng lên rồi thử lại
Bảng 4.6: Dòng điện định mức và độ sụt áp của dây điện lực
ÁP DỤNG TÍNH TOÁN
* Chiếu sáng: Aptomat 6A Ta có: k1.k2.Icp ≥ Itt
Chọn: k1 = 1 ở 30 o C tra ở bảng 4.4 k2 = 0,7 tra ở bảng 4.5
Theo tiêu chuẩn 9206 quy định về tiết diện dây ta chọn tiết diện dây dẫn là 1.5mm 2
* Điều kiện kiểm tra áp: k1.k2.Icp ≥ 1,25 1,5 IdmA Từ các số liệu trên ta tính được, thay vào ta được:
Vậy ta chọn tiết diện dây chiếu sáng cho phòng giao ban là dây CU/PVC/PVC (2x1.5mm 2 )
*Ổ cắm: aptomat 6A Ta có: k1.k2.Icp ≥ Itt
Chọn: k1 = 1 ở 30 o C tra ở bảng 4.4 k2 = 0,8 tra ở bảng 4.5
Theo tiêu chuẩn 9206 quy định về tiết diện dây, ta chọn tiết diện dây dẫn là 2,5 mm 2
* Điều kiện kiểm tra áp: k1.k2.Icp ≥ 1,25 1,5 IdmA Từ các số liệu trên ta tính được, thay vào ta được:
Vậy ta chọn tiết diện dây ổ cắm cho phòng giao ban là dây CU/PVC/PVC (2x2,5mm 2 ) +1PE
* Điều hòa 1 lộ bất kì : aptomat 20A Ta có: k1.k2.Icp ≥ Itt
Chọn: k1 = 1 ở 30 o C tra ở bảng 4.4 k2 = 1 tra ở bảng 4.5
Theo tiêu chuẩn 9206 quy định về tiết diện dây, ta chọn tiết diện dây dẫn là 2,5 mm 2
* Điều kiện kiểm tra áp k1.k2.Icp ≥ 1,5 Từ các số liệu trên ta tính được, thay vào ta được:
Vậy ta chọn tiết diện dây điều hòa cho phòng họp nhỏ dây CU/PVC/PVC (2x2,5mm 2 ) + 1PE
Các phòng còn lại tính toán lựa chọn aptomat và dây dẫn như trong bảng excel.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN NHẸ
GIẢI PHÁP ĐIỆN NHẸ
5.1.1 Tính toán thiết kế hệ thống mạng Tel - Lan
5 1.1.1 Hệ thống mạng điện thoại : a Mục đích, yêu cầu sử dụng:
Hệ thống thông tin liên lạc cần phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
- Hệ thống thông tin liên lạc sử dụng cho công trình phải đảm bảo thông tin thông suốt 24/24h.
- Xây dựng hệ thống mở, nghĩa là có khả năng mở rộng hệ thống mà không phải thay đổi thiết bị trung tâm.
- Hệ thống phải đồng bộ để đảm bảo việc kết nối tốt giữa các bộ phận của hệ thống và ghép nối với mạng quốc gia, tổng đài bưu điện trung tâm.
- Ghép nối được với máy tính và máy in cước cuộc gọi.
- Đảm bảo an toàn trong việc sử dụng hệ thống (có thiết bị chống sét cho tất cả các đường trung kế vào giá phối dây Đồng thời giá phối dây phải được nối với hệ thống tiếp địa an toàn) b Bố trí mạng:
- ổ cắm điện thoại được bố trí gần ổ cắm điện tại các vị trí bàn làm việc Tùy theo yêu cầu của chủ đầu tư và mục đích sử dụng của nhân viên mà có thể thay đổi tùy theo thiết kế nội thất cho công trình.
- ổ cắm điện thoại được đặt âm tường hoặc âm sàn Vị trí được chỉ ra trên bản vẽ kỹ thuật Độ cao cách mặt sàn hoàn thiện của các ổ cắm là 400mm, trừ phi có chỉ định đặc biệt khác.
- Tại mỗi ổ cắm sẽ chạy 01 dây cáp 2x2x0.5mm luồn trong ống nhựa phi 20 đi âm tường, gắn trần và đi trên máng cáp về hộp cáp điện thoại tầng
- Tại trục kỹ thuật mỗi tầng đều được bố trí hộp cáp 20 đôi để phân phối tín hiệu thoại cho các tầng Bố trí 01 hộp cáp 100 đôi đặt tại trung tâm.
Hình 5.1: Sơ đồ kết nối mạng điện thoại
5 1.1.2 Hệ thống mạng máy tính: a Mục đích, yêu cầu sử dụng:
- Hệ thống mạng nội bộ không những đáp ứng yêu cầu sử dụng hiện tại mà còn có khả năng đáp ứng yêu cầu sử dụng tương lai Việc thay đổi và mở rộng không làm ảnh hưởng và phá vỡ cấu trúc hệ thống Mô hình Logic của trung tâm phần mềm cần được thiết kế như sau:
- Hệ thống LAN được thiết kế có độ an toàn và tính sẵn sàng cao, đặc biệt là lớp lõi và lớp phân phối (Core Layer, Distribution Layer)
- Dự phòng về thiết bị chuyển mạch (Switch), nguồn điện (Power Supply, UPS)
- Dự phòng về cổng và kênh kết nối trên trục chính (Backbone) và đường kết nối với hệ thống Server (Server Farm)
Hệ thống LAN được thiết kế có thể đáp ứng:
- Giải thông cao từ 100Mbps tới 1Gbps dành cho người sử dụng (Cáp mạng UTPCat6)
- Giải thông từ 1Gbps dành cho mỗi kết nối đơn lẻ giữa các khối mạng (01 đường quang), các kết nối này lại có thể bó lại với nhau để tăng băng thông lên tới hàng trăm Gbps đối với mạng trục
- Giải thông tối thiểu 1Gbps dành cho kết nối tới mỗi Server
- Hỗ trợ chuyển mạch đa lớp và đa giao thức (Multilayer Switching)
- Đáp ứng hàng nghìn người dùng tham gia vào hệ thống - Các thiết bị của hệ thống mạng dữ liệu được bố trí phân lớp theo khối:
- Lớp truy cập kết nối trực tiếp tới thiết bị người sử dụng như máy tính, máy in, điện thoại IP hoặc các thiết bị sử dụng giao thức IP
- Lớp phân phối làm nhiệm vụ kết nối giữa các mạng hoặc các VLAN với nhau và kiểm soát thông tin chạy giữa các mạng hoặc các VLAN
- Lớp lõi kết nối người sử dụng tới các khối mạng và dịch vụ, máy chủ và tài nguyên mạng b Bố trí mạng :
- Các nút mạng được bố trí ngay gần ổ cắm điện trong phòng tùy theo nhu cầu sử dụng
- ổ cắm mạng được đặt âm tường hoặc âm sàn Vị trí được chỉ ra trên bản vẽ kỹ thuật Độ cao cách mặt sàn hoàn thiện của các ổ cắm là 400mm, trừ phi có chỉ định đặc biệt khác.
- Tại mỗi ổ cắm sẽ chạy 01 dây cáp CAT6 luồn trong ống nhựa phi 20 đi âm tường, gắn trần và đi trên máng cáp dùng chung cho hệ thống điện nhẹ về patchpanel đặt tại mỗi tầng Từ các Patch Panel này sẽ có các dây nhảy cắm vào switch tầng Tại mỗi switch sẽ chạy 01 sợi cáp quang dọc trục về Switch trung tâm tại phòng kỹ thuật trung tâm của tòa nhà.
- Cáp quang đi trong trục kỹ thuật của toà nhà sẽ được cột chặt vào thang cáp của hệ thống điện nhẹ.
- Phạm vi cung cấp hệ thống mạng máy tính chỉ bao gồm cung cấp các ổ cắm máy tính âm tường, patch panel Không bao gồm switch, Modem, PC, Server
Trong tòa nhà thường kết hợp 2 loại mạng cáp quang chủ động AON và mạng thụ động GPON: Mạng thụ động áp dụng cho khối căn hộ, mạng chủ động áp dụng cho khối đế Phần hạ tầng giữa các khu trong khu vực ta thường dùng mạng cáp quang chủ động AON
* Mô hình kết nối mạng quang thụ động PON: điểm- đa điểm Ưu điểm:
- Giảm chi phí trên mỗi thuê bao, đường truyền chính sẽ đi từ thiết bị trung tâm OLT qua một thiết bị chia tín hiệu ( splitter) để đến nhiều người dùng cùng một lúc Splitter là thiết bị không cần nguồn cấp.
- Tiết kiệm tối đa không gian chứa cáp Nhược điểm:
- Khó nâng cấp băng thông khi thuê bao yêu cầu ( do kiến trúc điểm- nhiều điểm nên việc nâng cấp có thể sẽ ảnh hưởng đến những thuê bao khác trong trường hợp dùng hết băng thông)
- Khó xác định lỗi , việc sửa chữa bảo dưỡng sẽ ảnh hưởng tới nhiều người dùng cùng một lúc
- Tính bảo mật không cao
* Mô hình kết nối mạng cáp quang chủ động AON: điểm - điểm Ưu điểm:
- Tầm kéo dây xa ( lên đến 70 km) - Tính bảo mật cao, hạn chế khả năng nghe lén đến mức tối ưu.
- Dễ dàng nâng cấp băng thông thuê bao khi cần, dễ xác định lỗi Nhược điểm
- Chi phí triển khai công nghệ AON cho mỗi thuê bao là khá cao do sử dụng sợi quang riêng
- Chi phí lắp đặt cao do thiết bị Access Node có kích thước lớn đồng thời chi phí vận hành lớn do việc vận hành các thiết bị trên đường truyền đều cần nguồn cung cấp- Mỗi thuê bao là một sợi quang riêng nên cần nhiều không gian chứa cáp hơn
Hình 5.2: Sơ đồ kết nối mạng internet
5.1.1.3 Trình tự thiết kế hệ thống Lan – T el
- Bước 1: Bố trí các thiết bị mạng Vị trí ổ cắm mạng : tel, lan (do bản kiến trúc quy định) Vị trí Wifi đặt ở đâu sẽ phù hợp? (bán kính cục wifi tối đa 25m nếu không có vật cản)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT
Xác định nhóm công trình
- Phạm vi công việc sẽ bao gồm thiết kế chi tiết hệ thống chống sét bảo vệ công trình tuân thủ theo tiêu chuẩn chống sét: TVCN 8071:2009; TCVN 9385-2012; NFC 17- 102:2011; UNE 21186:2011
- Mục đích hệ thống chống sét tia tiên đạo là để giảm thiểu ảnh hưởng sét đánh tòa nhà, từ phía trên hoặc từ phía bên, từ đường dây hạ thế, thông tin liên lạc, Trung tâm thương mại, Văn phòng làm việc, …và dẫn dòng xung sét một cách an toàn xuống đất mà không gây ra hiện tượng hồ quang và không gây nguy hiểm cho con người cũng như bảo vệ an toàn các thiết bị thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển, máy tính.v.v
- Các loại, mức và chất lượng vật liệu và kích thước của các thành phần được trình bày chi tiết trong bản vẽ.
- Tất cả các phụ kiện, khớp nối, định vị, trụ đỡ…vv, sẽ được làm theo thiết kế và theo loại và theo quy định sản xuất hoặc được chỉ ra trên bản vẽ MEP.
- Các kết nối dây dẫn được hạn chế ở mức tối thiểu và phải đảm bảo tính dẫn điện và cơ học để ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm
- Tất cả việc tiếp xúc giữa các kim loại khác nhau hoặc giữa kim loại và vật liệu mà nó có thể phản ứng sẽ được tránh tiếp xúc, trừ khi được cho phép trong tiêu chuẩn áp dụng và được cung cấp tất cả các biện pháp phòng ngừa Nếu cần thiết để ngăn ngừa ăn mòn lâu dài, biện pháp phòng ngừa bổ sung được thực hiện như phân chia hoặc thêm các vật liệu trung gian mà không phải các kim loại khác nhau/ vật liệu phản ứng, hoặc bằng cách thay đổi các kim loại hoặc vật liệu.
- Các yếu tố tự nhiên của công trình như mái nhà bằng kim loại, cột và khung, cốt thép, móng và cọc có thể được sử dụng như là một phần của hệ thống chống sét Trường hợp các yếu tố xây dựng được sử dụng như một phần của hệ thống chống sét thì nó sẽ được kiểm tra trong quá trình xây dựng để đảm bảo điện trở là đủ thấp cho đáp ứng tiêu chuẩn.
- Công trình nằm trên diện tích rộng nơi có mật độ sét 8.9(số lần/km2/năm) theoChúng tôi đề nghị sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo CPT-60 hoặc tương đương do các nhà sản xuất của Tây Ban Nha, Pháp chế tạo Sở dĩ chúng tôi chọn nhãn hiệu này là vì đây là sản phẩm uy tín không có hàng nhái, hàng giả của Trung Quốc và ViệtNam Sản phẩm này được chế tạo hoàn toàn bằng Inox, bền với mọi điều kiện khí hậu thời tiết Sản phẩm Cirprotec đã được chứng minh qua hàng ngàn công trình tại ViệtNam được phản ánh là đạt hiệu quả 100%.
Giải pháp chống sét
Lựa chọn phương án chống sét tia tiên đạo với công nghệ hiện đại thiết bị điện tử có bên trong thiết bị thu sét thu hút & bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống từ đám mây dụng,chịu cường độ dũng sột lờn đến 100kA dạng súng 10/350às.
Hệ thống nối đất chống sét và tiếp địa an toàn
Hệ thống nối đất được thiết kế đảm bảo việc bảo vệ chống lại những sự cố về cách điện của từng thiết bị khác nhau, để trung hòa, tản dòng điện rò của các tủ phân phối và toàn bộ các thiết bị sử dụng điện khi có sự cố Các dây đất phải phân phối đến tận các thiết bị chiếu sáng, tủ phân phối, thang cáp, máng cáp, thiết bị, ổ cắm điện bảo đảm sự an toàn cho cả con người và công trình và các phương tiện liên quan.
* Hệ thống tiếp đất chống sét:
- Đóng đầu cọc có cùng đường kính vào mặt đất bằng tay hoặc bằng búa điện, độ sâu tối thiểu 1.0m, chứa điện trở suất thấp trong đất
- Cáp đồng trần tiếp đất 95mm2: Đi theo tuyến chạy dọc theo đường ngắn nhất và thẳng nhất có thể, trừ phi có chỉ định khác hoặc qui định khác Tránh xa đường dẫn có chứng ngại vật hoặc đi dây dẫn nơi có thể bị căng ra, va chạm hay bị hư hỏng.
- Bảo đảm rằng cáp đồng trần không bị bẩn/ không bị dính dầu và khô thoáng.
- Cọc thép mạ đồng tiếp đất, cáp đồng trần 95mm2 tiếp đất và mối hàn hóa nhiệt liên kết được bố trí theo hệ thống nối đất gồm nhiều điện cực có tác dụng tản năng lư- ợng sét xuống đất an toàn và nhanh chóng Cọc nối đất bằng thép mạ đồng 16 dài 2.4m chôn cách nhau 3.0m và liên kết với nhau bằng cáp đồng trần 95mm2 Đầu trên của cọc được đóng sâu dưới mặt đất 1.0m so với cốt tầng hầm, cáp đồng trần 95mm2 được đặt trong các rãnh 0.5m sâu 1.10m Việc liên kết giữa cọc đồng tiếp đất, cáp đồng thoát sét bằng mối hàn hóa nhiệt (chữ “T” và chữ “-“) tạo cho hệ thống tiếp đất có điện trở 10 tuân theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam có tác dụng tải dòng điện hiệu quả do khả năng tiếp xúc giữa cọc, cáp đồng tiếp đất và cáp thoát sét rất cao vì vậy đạt độ bền và tuổi thọ không cần phải bảo dưỡng định kỳ hệ thống nối đất như trong các hệ thống cũ trước đây.
- Đặt cáp đồng trần tiếp đất & cọc trong khuôn hàn, bảo đảm việc lựa chọn khuôn hàn là phù hợp để hàn giữa dây tiếp đất và cọc.
- Kết nối các cọc tiếp đất bằng cáp đồng trần 95mm2 thành một hệ thống chung bằng mối hàn hóa nhiệt.
* Hệ thống tiếp đất an toàn:
- Cọc thép mạ đồng tiếp đất, cáp đồng trần 95mm2 tiếp đất và mối hàn hóa nhiệt liên kết được bố trí theo hệ thống nối đất gồm nhiều điện cực có tác dụng tản năng lư- ợng sét xuống đất an toàn và nhanh chóng Cọc nối đất bằng thép mạ đồng 16 dài 2.4m (đối với tiếp đất An Toàn) và Cọc nối đất bằng thép mạ đồng 20 dài 2.5m (đối với tiếp đất Điện Nhẹ) được chôn cách nhau 3.0m và liên kết với nhau bằng cáp đồng trần 95mm2.
- Việc thi công tiếp đất Điện nhẹ dùng phương pháp khoan giếng (Lỗ khoan D76) và thả cọc tiếp địa để đảm bảo ổn định điện trở hệ thống tiếp đất Yêu cầu của Hệ thống nối đất Điện Nhẹ Rnđ 1 tuân theo tiêu chuẩn TCVN 4756-86.
- Việc thi công tiếp đất An toàn Điện tương tự hệ thống nối đất chống sét Yêu cầu của Hệ thống nối đất An toàn Điện Rnđ 4 tuân theo tiêu chuẩn TCVN 4756- 86.
- Kết nối tiếp đất Busbar nối đất bên trong Thanh tiếp đất chính EB-A-G1với các tấm đồng tiếp đất chính.
- Kết nối tất cả các bộ phận kim loại tủ phân phối, ngoài "đấu trực tiếp" tới tấm đồng tiếp đất trong Thanh tiếp đất chính EB-A-G1 đã được phê duyệt.
- Kết nối dây nối đất từ Busbar tủ điện phân phối chính đến bản nối đất bằng đầu cốt đồng (ép thủy lực) hoặc mối hàn hóa nhiệt và tiếp đất ống dẫn kim loại.
- Kết nối giáp bọc thép và nhôm với hệ thống nối đất.
- Hoá chất GEM TVT có tác dụng làm giảm điện trở suất đất, tăng độ liên kết phần kim loại với đất và ổn định đất theo mùa, hoá chất này được dải tại các điện cực tiếp đất và dọc theo băng đồng tiếp đất.
- Đo kiểm tra điện trở và nếu điện trở không đạt được chỉ số như yêu cầu thì nên bổ xung thêm cọc và khoan giếng sâu hơn cũng như hóa chất làm giảm điện trở GEM TVT
- Số lượng cọc tiếp đất được đóng dưới đất sẽ phụ thuộc vào điện trở đất trên từng khu vực cụ thể và như trên bản vẽ thi công đã duyệt.
- Hệ thống nối đất cho hệ thống chống sét phải được thiết lập trước khi lắp đặt thiết bị chống sét tia tiên đạo.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN KNX
KNX POWER SUPPLY
Thiết bị có chức năng cung cấp năng lượng (30VDC) và giám sát các thiết bị trong hệ thống KNX Đường bus được tách ra từ nguồn cấp với một cuộn cảm tích hợp.
Nguồn cấp được kết nối với thiết bị đầu cuối thông qua đường bus Ngoài ra, có thể bổ sung thêm 1 cổng điện áp trong trường hợp thiết bị đầu cuối được tách rời hoặc sụt áp.
Hình 7.2: Sơ đồ kết nối thiết bị KNX Power Supply
1.Nút reset; 2.Đèn LED báo reset; 3.Đường cấp tín hiệu bus; 4.Kết nối thiết bị đầu cuối (đầu ra điện áp phụ); 5.Nguồn cấp 220VAC; đèn ON sáng xanh khi điện áp đầu ra đảm bảo; Đèn I > Im sáng đỏ khi quả tải, ngắn mạch.
Bảng 7.1: Bảng thông số bộ KNX Power Supply:
Thiết bị KNX Power Supply Điện áp hoạt động 95 – 255 VAC
Tần số 50 – 60 Hz Đầu ra KNX 1 dòng với cuộn cảm Điện áp định mức KNX 30V DC ± 2V, SELV Đầu ra phụ 30V DC ± 2V, SELV
Dòng điện định mức KNX 640mA
Kết nối KNX Bus đầu cuối (Black/Red)
Kết nối đầu ra Kết nối đầu cuối (White/Yellow) Nhiệt độ hoạt động -5°C ~ + 45°C
Tiêu chuẩn Dựa theo EMC và hướng dẫn điện áp thấp, EN 50090-2-2
Chứng nhận Chứng nhận EBI KNX
KNX SWITCH ACTUATOR
Thiết bị điều khiển đóng cắt đầu ra 4 kênh bao gồm cả chức năng giám sát dòng điện tải Sử dụng để điều khiển các phụ tải như: đèn, ổ cắm, bình nước nóng, máy bơm và các phụ tải khác Có thể sử dụng điều khiển timer hoặc logic controller.
Hình 7.4: Sơ đồ kết nối thiết bị KNX Switch Actuator
1.Nút lập trình; 2.LED báo trạng thái; 3.Thiết bị đầu cuối kết nối Bus KNX / EIB;
4.Điều khiển hoạt động bằng tay; 5.Đầu ra tải Bảng 7.2: Bảng thông số bộ KNX Switch Actuator:
Thiết bị KNX Switch Actuator (4 kênh) Điện áp hoạt động 21 ~ 30 VDC thông qua KNX bus Dòng tiêu thụ < 12mA
Công suất tiêu thụ Max 250mW
Dòng chuyển đổi đầu ra 16 A/230VAC AC1, 16 A/24VDC (tải điện trở)Hoạt động LED xanh lá có nghĩa là thiết bị hoạt động tốt;
LED đỏ và nút ấn để gán địa chỉ vật lý Kết nối KNX Bus đầu cuối (Black / Red)
Dòng mạch tải kết nối Vít cố định
Nhiệt độ hoạt động –5 °C ~ + 45 °C Nhiệt độ bảo quản – 25 °C ~ + 55 °C
Cài đặt Gắn trên ray 35mm
Tiêu chuẩn CE Theo hướng dẫn EMC và điện áp thấp, EN
KNX SHUTTER ACTUATOR
Thiết bị điều khiển rèm cuốn 4 kênh Sử dụng để điều khiển nâng, hạ, kéo, lật rèm hoặc tự động điều khiển rèm theo ngữ cảnh Thiết bị phù hợp để thiết kế điều khiển rèm cho các căn hộ, biệt thự, văn phòng hay tòa nhà thông minh.
Hình 7.6: Sơ đồ kết nối thiết bị KNX Shutter Actuator
1.Kết nối KNX Bus; 2 Nút lập trình và LED; 3.Nút chuyển chế độ Manual/Auto;
4.Nguồn cấp 220VAC cho thiết bị đầu cuối; 5.LEDs, hiển thị hướng và giới hạn; 6
Nút ấn bằng tay; 7.Kết nối thiết bị đầu cuối Bảng 7.3: Thông số thiết bị KNX Shutter Actuator:
KNX Shutter Actuator (4 kênh) Điện áp hoạt động 21~30VDC thông qua KNX bus Dòng tiêu thụ 10^5 AC1
Kết nối KNX Bus đầu cuối (Đen/Đỏ) Kết nối mạch hiện tại Chốt đầu cuối
Nhiệt độ hoạt động -5°C ~ + 45°C Nhiệt độ bảo quản -25C + 55°C
Lắp đặt Gắn ray 35mm
Tiêu chuẩn Dựa theo EMC và hướng dẫn điện áp thấp, EN
Chứng nhận Chứng nhận EBI KNX
KNX DIMMING ACTUATOR
Thiết bị sử dụng trong đề tài là bộ điều chỉnh độ sáng vạn năng thực hiện làm mờ thông qua điều chế pha, có 4 kênh, mỗi đầu ra của chúng là độc lập, có thể kết nối với đèn mờ, như đèn sợi đốt, đèn halogen HV, đèn halogen LV (với máy biến áp điện tử thông thường hoặc phù hợp ) Những đèn này có thể được bật/tắt, điều chỉnh, hoạt động theo ngữ cảnh hoặc các hoạt động khác thông qua bus Thiết bị có tích hợp ngắn mạch và bảo vệ quá nhiệt độ Kết nối về điện với thiết bị đầu cuối nằng vít vặn; kết nối với bus EIB/KNX thông qua bus line Điện áp hoạt động và cung cấp cho thiết bị đầu cuối là 230VAC.
Hình 7.8: Sơ đồ kết nối thiết bị KNX Dimming Actutor
1.Kết nối KNX Bus; 2 Đèn LED sáng đỏ thể hiện quá trình nạp chương trình, đèn sáng xanh thể hiện hoạt động bình thường; 3.Nút nạp chương trình; 4.Bật/tắt và điều chỉnh bằng tay; 5 Đèn báo đầu ra
Bảng 7.4 :Thông số thiết bị KNX Dimming Actuator:
Thiết bị KNX Dimming Actuator (4 kênh) Điện áp hoạt động 21 ~ 30 VDC thông qua KNX bus Đầu vào nguồn 240V 50Hz
Loại làm mờ Dựa trên SCR Đầu ra làm mờ 500W / Kênh
Hoạt động LED xanh lá có nghĩa là thiết bị hoạt động tốt LED đỏ và nút ấn để gán địa chỉ vật lý Kết nối KNX Bus đầu cuối (Black / Red)
Nhiệt độ hoạt động –10 °C ~ + 45 °C Nhiệt độ bảo quản – 40 °C ~ + 55 °C
Cài đặt Gắn trên ray 35mm
Tiêu chuẩn CE Theo hướng dẫn EMC và điện áp thấp, EN
KNX PUSH BUTTON
Nút bấm thông minh KNX (6 phím) Sử dụng để điều khiển các thiết bị trong hệ thống KNX.
Hình 7.9: KNX Push Button Bảng 7.5: Thông số thiết bị KNX Push Button:
Thiết bị KNX Push Button (3 Gang)
Diện áp điều khiển 21 – 30 VDC
Dòng điện điều khiển
