Đồ án hệ thống cung cấp điện

Với mục đích chia sẽ cho các bạn cần tài liệu tham khảo làm đồ án cho môn học hệ thống cung cấp điện.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU

Xã hội ta ngày càng phát triển và hội nhập với quốc tế Cho nên ngành giáo dục cũng phải phát triển mọi mặt Bên cạnh những mặt về kiến thức, giao tiếp, đạo đức v.v., còn phải phát triển cơ sở hạ tầng là trường học Và cung cấp điện cho trường học cũng có một phần cốt lõi trong phát triển ngành giáo dục Việt Nam. Chính vì vậy, em đã chọn đề tài cung cấp điện cho trường học làm đồ án môn học này Đồ án này sẽ tập trung thiết kế cung cấp điện vào một ngôi trường đã gắn bó suốt

4 năm học cấp hai, đó là trường trung học cơ sở Qui Đức tại huyện Bình Chánh,thành phố Hồ Chí Minh Ngôi trường với diện tích khoảng 5986 m 2 , 1 lầu và có 35 phòng.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Với mục tiêu chính là thiết kế một hệ thống cung cấp điện an toàn, tiện dụng, tiết kiện điện, làm việc lâu dài, đảm bảo tính kinh tế và đẹp.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- Xác định phụ tải tính toán Sơ đồ mặt bằng đi dây.

- Chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, tụ bù.

- Chọn dây dẫn, kiểm tra sụt áp

- Chọn khí cụ điện: CB

- Tính toán nối đất và chống sét

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Sử dụng phương pháp thu thập thông tin từ nhiều nguồn như: tham khảo tài liệu trên mạng, sách giáo khoa An Toàn Điện và Hệ Thống Cung Cấp Điện của trườngHUTECH, sử dụng phần mềm Autocad để vẽ mặt bằng

KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN

Đồ án gồm có 7 chương:

Chương 1: Giới thiệu đề tài.

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán Sơ đồ mặt bằng đi dây. Chương 3: Chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, tụ bù. Chương 4: Chọn dây dẫn, kiểm tra sụt áp

Chương 5: Chọn khí cụ điện: CB Chương 6: Thiết kế an toàn.

Chương 7: Sơ đồ nguyên lý.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN

2.1.1 Công suất định mức ( P đm ):

- Công suất định mức của một thiết bị dùng điện là công suất ghi trên nhãn máy hoặc ghi trong lý lịch máy và được biển diễn bằng công suất tác dụng P ( đối với lò điện trở, động cơ, bóng đèn ), hoặc biểu diễn bằng công suất biểu kiến ( đối với máy biến áp, lò điện cảm ứng ) , công suất định mức được tính với thời gian làm việc lâu dài.

- Công suất tác dụng một thiết bị 3 pha :

- Công suất định mức của một nhóm thiết bị:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

Bảng 2.1 : Các loại thiết bị.

Tên thiết bị Pđm (W) Cos( φ )

Bảng 2.2 : Số lượng các phòng của trường học.

- Độ rọi tiêu chuẩn 300 lux

- Hệ số phản xạ : ρ trần =0.8, ρ tường =0.7

- Hệ số lợi dụng quang thông U=0.99

- Hệ số không gian: k= axb hx(a+b)= 8x12

- Số lượng bóng đèn trên 1 dãy:

2x1x2500.7 Vậy mỗi dãy chọn 10 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng học là 20 bộ đèn.

2x1x2500.7 Vậy mỗi dãy chọn 10 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng vi tính là 20 bộ đèn.

6x1x2500Vậy mỗi dãy chọn 13 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho hội trường là 78 bộ đèn.

6x1x2500 Vậy mỗi dãy chọn 13 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho thư viện là 78 bộ đèn.

2x1x2500.7 Vậy mỗi dãy chọn 10 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho văn phòng là 20 bộ đèn.

Vậy mỗi dãy chọn 10 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng thí nghiệm là 30 bộ đèn.

3x1x2500=5 Vậy mỗi dãy chọn 5 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng thiết bị là 15 bộ đèn.

1x1x2500=3.9 Vậy mỗi dãy chọn 4 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng khách là 4 bộ đèn.

1x1x2500=3.9 Vậy mỗi dãy chọn 4 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng đội là 4 bộ đèn.

3x1x2500=7.8 Vậy mỗi dãy chọn 8 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng giáo viên là 24 bộ đèn.

1x1x2500=0.9 Vậy mỗi dãy chọn 1 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng bảo vệ là 1 bộ đèn.

1x1x2500=0.9Vậy mỗi dãy chọn 1 bộ đèn đơn Tổng số lượng đèn cho phòng vệ sinh là 1 bộ đèn.

Tên phòng Độ rọi tiêu chuẩn (lux) Số bộ đèn Công suất P (W)

2.2.2 Công suất tính toán của từng phòng

- Công suất tính toán của phòng:

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p học 6x0.8+77x0.7+47x0.7+185x0.6+1500x0.7

- Công suất phản kháng: ( tg( φ )= 1.02 )

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p vi tính 6x0.8+77x0.7+750x0.6+200x0.7+1500x0.7

- Công suất phản kháng: ( tg(φ)= 1.1 )

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) hội trường 6x0.8+750x0.6+185x0.6+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) thư viện 6x0.8+750x0.6+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) văn phòng 6x0.8+77x0.7+1500x0.7+200x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p đội 6x0.8+77x0.7+1500x0.7+200x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p thiết bị 6x0.8+77x0.7+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p khách 6x0.8+77x0.7+750x0.6+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p thí nghiệm 6x0.8+77x0.7+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p bảovệ 6x0.8+77x0.7+1500x0.7

- Công suất tính toán của trạm:

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) trạmbơm 6x0.8+1875x0.7+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p GV 6x0.8+77x0.7+1500x0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) p vệsinh 6x0.8

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) h lang,cầu thang 6x0.8

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) nhà A =0.7

- Hệ số công suất: cos⁡(φ) nhà B =0.7

Bảng 2.4 : Tổng kết công suất từng phòng.

Tên Ptt ( kW) Qtt ( kVar) Stt ( kVA)

CHỌN MÁY BIẾN ÁP, MÁY PHÁT DỰ PHÒNG, TỤ BÙ

CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG

- Công suất tính toán tổng của toàn trường ( Ptổng)

- Công suất phản kháng tổng của toàn trường ( Qtổng)

- Hệ số công suất toàn trường Cos(φ)= 0.7 , tg(φ)=1.02

- Công suất biểu kiến tổng của toàn trường ( Stổng)

- Dòng điện tính toán tổng của toàn trường ( Itổng)

Theo số liệu công suất biểu kiến Stổng có được ta sẽ chọn loại máy biến áp 3 pha có thông số như sau:

Theo số liệu công suất biểu kiến Stổng có được ta sẽ chọn loại máy phát điện dự phòng 3 pha có thông số như sau:

Loại Hãng sản xuất Sđm ( kVA) Tần số (Hz) Cấp điện áp Giá thành

CHỌN TỤ BÙ

Chọn tụ bù là một phần không thể thiếu khi thiết kế cung cấp điện Nếu ta không bù công suất phản kháng Q thì hệ thống sẽ lấy công suất từ lưới và sẽ có nhiều hệ lụy kèm theo như: khi thiết kết phải chọn dây có tiết diện lớn hơn và nguyên nhân sâu xa là về kinh tế Chính vì vậy ta phải bù công suất cho hệ thống khi thiết kế như yêu cầu.

Hệ thống khi thiết kế ban đầu có hệ số công suất là 0.7 => tg( φ 1)=1.02

Ta chọn cos( φ ) sau khi bù là 0.95 => tg( φ 2)=0.32

 Vậy chọn bộ tụ 250 kVar, điện áp 400V do DAEYONG chế tạo.

CHỌN DÂY VÀ KIỂM TRA SỤT ÁP

CHỌN DÂY THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG

4.1.1 Dây cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối chính:

Trong đó: K1: Cách thức lắp đặt.

K2:Số lượng dây đặt kề nhau

K3: Ảnh hưởng của nhiệt độ với dạng cách điện

 Chọn nhiệt độ chuẩn của môi trường xung quanh: 25 0 C

 Nhiệt độ max của dây: 80 0 C

 Với dòng I= 1025 A tương đối lớn nên ta chọn cáp đồng 1 pha 4 lõi + dây trung tính cho từng pha của 3 pha, cách điện PVC Tra bảng 8.8 Sách cung cấp điện của cô Phan Thị Thu Vân có thông số sau:

- Dòng điện phụ tải của cáp I = 270 A

- Nhiệt độ lớn nhất cho phép của lõi cáp 90 0 C

4.1.2 Dây cáp từ thanh cái tổng đến tủ điện nhà A:

 Với dòng I= 387.9 A nên ta chọn cáp đồng 1 pha 2 lõi, cách điện PVC Tra bảng 8.8 Sách cung cấp điện của cô Phan Thị Thu Vân có thông số sau:

4.1.3 Dây cáp từ thanh cái tổng đến tủ điện nhà B:

4.1.4 Dây cáp từ thanh cái tổng đến tủ điện nhà C:

 Với dòng I= 220.4 A nên ta chọn cáp đồng 1 pha 2, cách điện PVC Tra bảng 8.8 Sách cung cấp điện của cô Phan Thị Thu Vân có thông số sau:

4.1.5 Dây dẫn từ cáp nguồn đến các phòng học:

4.1.6 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng vi tính:

4.1.7 Dây dẫn từ cáp nguồn đến hội trường:

4.1.8 Dây dẫn từ cáp nguồn đến thư viện:

4.1.9 Dây dẫn từ cáp nguồn đến văn phòng:

4.1.10 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng đội:

4.1.11 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng thiết bị:

- Dòng điện phụ tải của cáp I ' A

4.1.12 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng khách:

- Dòng điện phụ tải của cáp I ' A

4.1.13 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng thí nghệm:

- Dòng điện phụ tải của cáp I b A

4.1.14 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng bảo vệ:

 Với dòng I= 18.9A nên ta chọn cáp đồng 1 pha 2 lõi, cách điện PVC Tra bảng 8.8 Sách cung cấp điện của cô Phan Thị Thu Vân có thông số sau:

- Dòng điện phụ tải của cáp I A

4.1.15 Dây dẫn từ cáp nguồn đến trạm bơm:

- Dòng điện phụ tải của cáp I 0 A

4.1.16 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng giáo viên:

4.1.17 Dây dẫn từ cáp nguồn đến phòng vệ sinh:

4.1.18 Dây dẫn từ cáp nguồn đến hành lang, cầu thang:

Bảng 4.1 : Tổng kết dây dẫn

Tên Số lõi Tiết diện(mm 2 ) Icáp (A) t 0 cp ( 0 C) IcpDĐ (A) Hãng SX MBA – thanh cái tổng 3x4 3x(4x150) 1025 90 270 CADIVI

Thanh cái – tủ nhà A 2 2x300 387.9 80 400 CADIVI

Thanh cái – tủ nhà B 2 2x300 341.8 80 400 CADIVI

Thanh cái – tủ nhà C 2 2x300 220.4 80 400 CADIVI

Cáp nguồn- phòng học 2 2x2 17.2 80 20 CADIVI

Cáp nguồn- p.vi tính 2 2x35 99.7 80 153 CADIVI

Cáp nguồn- hội trường 2 2x10 44.6 80 49 CADIVI

Cáp nguồn- thư viện 2 2x35 117.5 80 153 CADIVI

Cáp nguồn- văn phòng 2 2x5.5 32.2 80 35 CADIVI

Cáp nguồn- 2 2x3.5 29.8 80 35 CADIVI phòng đội

Cáp nguồn- p.thiết bị 2 2x3.5 20.5 80 27 CADIVI

Cáp nguồn- p.thí nghiệm 2 2x2 51.3 80 62 CADIVI

Cáp nguồn- p.bảo vệ 2 2x4 18.9 80 20 CADIVI

WC, hành lang cầu thang

Cáp nguồn- trạm bơm 2 2x1 0.1 80 14 CADIVI

Cáp nguồn- thiết bị 2 2x1 2.4 80 14 CADIVI

KIỂM TRA SỤT ÁP

Sụt áp cho phép ∆ U cp =5%x U đm =5%x380V

4.2.1 Dây cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối chính

- Điện trở dây r0 =0.124 Ω/km, S0mm 2

- Điện kháng x0 = 0.08x10 -3 Ω/km vì S > 50mm 2

4.2.2 Dây cáp từ thanh cái tổng đến phòng học cuối cùng dãy nhà B:

- Điện trở dây r0 =0.0601 Ω/km, S00mm 2

- Điện kháng x0 = 0.08x10 -3 Ω/km vì S > 50mm 2

 Vậy qua tính toán sụt áp ta thấy sụt áp không nhiều, thấp hơn sụt áp cho phép 5%Uđm.

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

5.1.1 Ngắn mạch thứ cấp máy biến áp

 Tổng trở máy biến áp

 Điện trở máy biến áp

 Điện kháng máy biến áp

 Điện trở từ máy biến áp đến thanh cái chính

 Tổng trở từ máy biến áp đến thanh cái chính

5.1.2 Ngắn mạch từ thanh cái đến tủ nhà A

5.1.3 Ngắn mạch từ thanh cái đến tủ nhà B

5.1.4 Ngắn mạch từ thanh cái đến tủ nhà C

5.1.5 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng giáo viên

5.1.6 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng khách

5.1.7 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng thiết bị

5.1.8 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng đội

5.1.9 Ngắn mạch tủ nhà A đến văn phòng

5.1.10 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng hội trường

5.1.11 Ngắn mạch tủ nhà A đến thư viện

5.1.12 Ngắn mạch tủ nhà A đến phòng thí nghiệm

5.1.13 Ngắn mạch tủ nhà B đến phòng vi tính

5.1.14 Ngắn mạch tủ nhà B đến phòng học

5.1.15 Ngắn mạch tủ nhà C đến phòng học

5.1.16 Ngắn mạch tủ nhà B đến trạm bơm

Bảng 5.1 :Tổng kết dòng điện ngắn mạch

Vị trí IN 1 (kA) IN 3 (kA)

CHỌN CB

- Dòng điện tính toán tổng của toàn trường ( Itổng)

Bảng 5.2 : Chọn CB theo dòng tính toán và dòng ngắn mạch.

Vị trí Loại Itt (A) IN (kA) CB Hãng SX

Iđm (A) Icu (kA) Thanh cái tổng 3 pha 677.7 12.2 800 75 LS

Phòng giáo viên 1 pha 18.6 8.7 20 30 LS

Phòng thiết bị 1 pha 14.3 29.1 15 30 LS

Phòng thí nghiệm 1 pha 35.7 21.8 40 30 LS

THIẾT KẾ AN TOÀN

SƠ ĐỒ AN TOÀN VỚI DÂY PE

- Chọn sơ đồ an toàn TN-S như hình vẽ Vì TN-S có những ưu điểm sau: o Có dây trung tính và dây bảo vệ tách biệt nhau. o Mạng điện được cung cấp liên tục. o Cho phép lắp đặt thiết bị chống dòng rò RCD. o Sự cố chạm đất 1 pha không dẫn đến ngắn mạch 1 pha.

- Chọn RCD theo dòng định mức của từng phòng như CB và dòng ngắt mạch khi chênh lệch 2 pha là 30mA của hãng sản xuất ABB.

- Lắp đặt RCD cho các ổ cắm điện là chủ yếu.

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT

- Chọn hình thức nối đất tập trung gồm: các cọc đứng được nối liền với các thanh ngang Dây nối đất được nối với các thanh ngang.

- Để đảm bảo độ bền cơ học của các cực khi chôn sâu dưới đất, ta sẽ chọn các loại điện cực sau: hệ thống cọc bằng thép được chôn cách mặt đất 0.8 m

- Điện trở tản của 1 cọc:

B= 0.06m : bề rộng các cạnh thép góc

T : độ chôn sâu của cọc đứng

2 =2.05m ρ tt = k ρ đất với ρ đất 2 Ωm (đất sét)

Hệ thống cọc thành mạch vòng cách nhau a=2l=2x2.5= 5m

Ta chọn sơ bộ n cọc

Tra bảng 10.3 trang 387 sách cung cấp điện thầy Nguyễn Xuân Phú ta được nđ= 0.6 nng= 0.3

Vậy điện trở tản của hệ thống cọc là : R đứng =R 1 đứng n d xn

- Chọn thép dẹt (40x5)m 2 chôn ngang cách mặt đất 0.8m, mỗi thanh dài 5m.

- Điện trở tản của 1 thanh ngang

L= 5x16= 80m: chu vi mạch vòng kín.

T= 0.8m: độ chôn sâu. ρ tt = k ρ đất với ρ đất 2 Ωm (đất sét)

80 x200x ( lg 0.0052 x 80 x0.8 2 ) =5.95Ω Điện trở tản của hệ thống thanh ngang:

Vậy điện trở nối đất nhân tạo là:

 Rnhân tạo= 3.71< 4 Ω so với qui định với mạng điện áp dưới 1000V Chọn số cọc bố trí như hình:

CHỌN KIM CHỐNG SÉT

- Chọn bảo vệ bằng cột thu sét sử dụng đầu thu phát tia tiên đạo sớm ESE.

- Chọn chiều cao đầu thu sét từ đỉnh kim đến bề mặt bảo vệ là 5m.

- Chọn theo tiêu chuẩn NF-C17 102 của Pháp:

- Chọn D= 20m, bảo vệ cấp I, ∆l = 30m là độ lợi về khoảng cách phóng tia tiên đạo.

- Ta có bán kính bảo vệ Rp của kim thu sét ESE là:

Do trường học có mái dóc nên đặt 1 kim thu sét ESE cao 5m tại tâm khu nhà A.

Do trường học có mái dóc nên đặt 1 kim thu sét ESE cao 5m tại tâm khu nhà B.

Do trường học có mái dóc nên đặt 1 kim thu sét ESE cao 5m tại tâm khu nhà C.

 Vậy toàn trường ta đặt 3 kim thu sét ESE hiệu Saint-Elmo với bán kính bảo vệ 47.6m, cao 5m.

 Với cách đặt 3 kim như vậy sẽ bảo vệ được không chỉ chỉ cho 3 khối nhà A, B,

C mà còn bảo vệ được cả sân trường

Bố trí kim chống sét ESE như hình vẽ:

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

(Như bản vẽ đính kèm)

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Trường Học
Tác giả	Trần Hiếu Ngân
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Hùng
Trường học	Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện – Điện Tử
Thể loại	Đồ Án Cung Cấp Điện
Năm xuất bản	2016
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	256,74 KB
File đính kèm	ĐồÁn hệ thống cung cấp Điện.rar (921 KB)