Phương pháp xác định phủ tải tính toán Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên là xác địnhphụ tải điện của nó.. Xác định phụ tải tính toán sinh hoạt tò
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN TÒA NO2 MELODY LINH ĐÀM
Hình 1.1: Chung cư Hanoi Melody Residences
Hanoi Melody Residences là dự án căn hộ cao cấp nằm tại lô đất PT1 – PT2 thuộc Khu đô thị mới Linh Đàm, phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội Dự án được phát triển bởi Tập đoàn Hưng Thịnh, một trong những nhà phát triển bất động sản hàng đầu tại Việt Nam.
Hanoi Melody Residences được trang bị nhiều hệ thống tiện ích hiện đại, phục vụ nhu cầu sinh hoạt, vui chơi, giải trí của cư dân:
- Bể bơi ngoài trời rộng 834m² với quầy bar và khu tắm nắng.
- Công viên cây xanh và vườn dạo bộ, tạo không gian xanh mát và thư giãn.
- Sân thể thao đa năng, bao gồm sân tennis, bóng rổ và cầu lông.
- Phòng tập gym và yoga, spa chăm sóc sức khỏe.
- Khu vui chơi trẻ em và trường mầm non chất lượng cao ngay trong khuôn viên dự án.
- Hai tầng trung tâm thương mại đáp ứng nhu cầu mua sắm và dịch vụ của cư dân.
Dự án Hanoi Melody Residences được thiết kế nhằm mang lại cho cư dân một không gian sống xanh, an lành và tiện nghi Với vị trí đắc địa, thiết kế hiện đại cùng hệ thống tiện ích đa dạng, dự án này hứa hẹn sẽ là lựa chọn lý tưởng cho những ai mong muốn tìm kiếm nơi an cư tại Hà Nội.
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Giới thiệu về công trình thiết kế
Hình 1.1: Chung cư Hanoi Melody Residences
Hanoi Melody Residences là dự án căn hộ cao cấp do Tập đoàn Hưng Thịnh phát triển, nằm tại lô đất PT1 – PT2 trong Khu đô thị mới Linh Đàm, phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội.
Hanoi Melody Residences được trang bị nhiều hệ thống tiện ích hiện đại, phục vụ nhu cầu sinh hoạt, vui chơi, giải trí của cư dân:
- Bể bơi ngoài trời rộng 834m² với quầy bar và khu tắm nắng.
- Công viên cây xanh và vườn dạo bộ, tạo không gian xanh mát và thư giãn.
- Sân thể thao đa năng, bao gồm sân tennis, bóng rổ và cầu lông.
- Phòng tập gym và yoga, spa chăm sóc sức khỏe.
- Khu vui chơi trẻ em và trường mầm non chất lượng cao ngay trong khuôn viên dự án.
- Hai tầng trung tâm thương mại đáp ứng nhu cầu mua sắm và dịch vụ của cư dân.
Dự án Hanoi Melody Residences được thiết kế nhằm tạo ra một không gian sống xanh, an lành và tiện nghi cho cư dân Với vị trí đắc địa, thiết kế hiện đại và hệ thống tiện ích phong phú, dự án này hứa hẹn là lựa chọn lý tưởng cho những ai đang tìm kiếm nơi an cư tại Hà Nội.
Hình 1.2 Vị trí địa lí của Hanoi Melody Residences
+ Cách trung tâm Hà Nội khoảng 7 km, dễ dàng tiếp cận các khu vực nội thành qua các tuyến đường chính.
+ Gần đường Vành Đai 3 – tuyến đường huyết mạch giúp kết nối nhanh chóng đến các khu vực lân cận và các tỉnh phía Bắc và Nam Hà Nội.
+ Gần Quốc lộ 1A và cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ, thuận tiện cho việc di chuyển liên tỉnh và ra vào thành phố.
+ Dự án nằm gần các cơ sở giáo dục, bệnh viện lớn như Đại học Thăng Long, Đại học Kinh tế Quốc dân, Bệnh viện Bạch Mai.
Khu vực quận Hoàng Mai đang phát triển mạnh mẽ, mang đến sự thuận tiện trong việc tiếp cận các trung tâm thương mại, siêu thị lớn, nhà hàng và khu vui chơi giải trí.
+ Gần khu công viên hồ Linh Đàm.
1.1.2 Quy mô dư án và công trình thiết kế
Công trình bao gồm 4 block:
Toà NO2, NO3, NO4: Cao 29 tầng với 3 tầng hầm 2 tầng thương mại, từ tầng 3 đến tầng
29 là căn hộ 2PN và 3PN với các loại diện tích:
Tòa nhà NO2 được thiết kế với 29 tầng nổi và 3 tầng hầm, trong đó tầng 1 và 2 là trung tâm thương mại (TTTM), còn từ tầng 3 đến tầng 29 là các căn hộ Dự án này được trang bị 10 thang máy và mỗi sàn có 20 căn hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho cư dân.
Bao gồm các loại căn hộ có số lượng và diện tích, dựa vào diện tích và số phòng trong căn hộ, tôi phân thành 4 loại (A1, A2, A3, A4) như bảng 1.1:
Bảng 1.1: Bảng thống kê số lượng căn hộ
STT Diện tích sử dụng Số lượng căn hộ trên 1 sàn Loại căn Phân loại căn hộ
Phương pháp xác định phủ tải tính toán
Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một công trình, việc đầu tiên là xác định phụ tải điện, bao gồm cả phụ tải thực tế và khả năng phát triển trong 5 đến 10 năm tới Điều này cho thấy việc xác định phụ tải là một bài toán có thể là ngắn hạn hoặc dài hạn Các nhà thiết kế thường chỉ tập trung vào các phương pháp xác định phụ tải ngắn hạn, trong khi phụ tải dài hạn thường phức tạp và ít được quan tâm, chỉ có một số phương pháp chính được đề cập.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là quá trình xác định mức tiêu thụ điện năng của công trình ngay sau khi đưa vào hoạt động Mức phụ tải này sẽ được sử dụng làm cơ sở để tính toán các yêu cầu về điện năng trong tương lai.
Phụ tải tính toán là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn và kiểm tra thiết bị trong hệ thống cung cấp điện, bao gồm máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị bảo vệ Việc tính toán tổn thất công suất, điện năng và điện áp, cũng như lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng, là cần thiết để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất đặt, chế độ làm việc và phương pháp vận hành Nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn thực tế, có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng, trong khi nếu lớn hơn thực tế, sẽ gây lãng phí đầu tư do thiết bị dư thừa công suất.
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xác định phụ tải tính toán, nhưng chưa có phương pháp nào hoàn thiện Các phương pháp đáng tin cậy thường quá phức tạp và yêu cầu khối lượng tính toán cùng thông tin ban đầu lớn, trong khi những phương pháp đơn giản lại chỉ cho kết quả gần đúng.
1.2.1 Xác định phụ tải tính toán căn hộ.
- P CHi: Công suất tính toán căn hộ thứ i (kW).
- n : Số căn hộ trong tòa nhà
- k s : Hệ thống đồng thời sử dụng trong căn hộ.
1.2.2 Xác định phụ tải tính toán các tầng
- P CHi: Công suất tính toán căn hộ thứ i (kW).
- k đtT: Hệ số đồng thời sử dụng điện của các căn hộ trong một tầng.
1.2.3 Xác định phụ tải tính toán sinh hoạt tòa nhà
- k đtSH: Hệ số đồng thời sử dụng điện của các tầng trong tòa nhà.
- P Ti : Công suất tính toán của tầng thứ i trong tòa nhà.
Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy được tính theo công thức:
-P TM: Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy.
- P ni : Công suất định mức (kW) của động cơ kéo thang máy thứ i.
Công suất tiêu thụ (kW) của các thiết bị điều khiển và đèn điện trong thang máy thứ i có thể được ước lượng bằng công thức P vi = 0,1P ¿, trong trường hợp không có số liệu cụ thể.
-P vi : Hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lý lịch thang máy thứ i nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị của P vi = 1.
- k yc: Hệ số yêu cầu của phụ tải thang máy với nhà ở xác định theo bảng 1.1:
Bảng 1.2: Hệ số yêu cầu theo số tầng và số lượng thang máy
Số tầng Hệ số yêu cầu khi số lượng thang máy bằng
Công suất tính toán của trạm bơm:
P TB = k ncTB ∑ P TBi \( kW \) (1.5) Trong đó:
- k ncTB : Hệ số nhu cầu của các nhóm máy bơm
Công suất phản kháng của trạm bơm:
1.2.6 Phụ tải động lực tầng hầm và tầng thương mại
Xác định phụ tải của tầng hầm và tầng thương mại theo công thức:
- P 0: Là công suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích (W/m 2 )
- S: Là diện tích mặt bằng (m 2 )
Chiếu sáng trong căn hộ đã được tính cùng phụ tải sinh hoạt hộ tiêu thụ điện.
- P 0: Là suất phụ tải trên 1 đơn vị điện tích (W/m 2 )
- S: Là diện tích mặt bằng (m 2 )
1.2.8 Phụ tải thông thoáng làm mát
Công suất tính toán phụ tải cho tầng hầm:
- n: Là số động cơ quạt thông gió
Công suất phản kháng của quạt thông gió:
Tính toán các loại phụ tải của tòa nhà
Bảng 1.3: Bảng công suất tính toán căn hộ
Stt Tên Thiết Bị Số Lượng P(W) P∑ (W)
Tổng công suất đặt của A1 17988
Stt Tên Thiết Bị Số Lượng P(W) P∑ (W)
Tổng công suất đặt của A2 18348
Stt Tên Thiết Bị Số Lượng P(W) P∑ (W)
Tổng công suất đặt của A3 22028
Stt Tên Thiết Bị Số Lượng P(W) P∑ (W)
Tổng công suất đặt của A4 23648
Trong tòa nhà chung cư, từ tầng 3 đến tầng 29 được sử dụng làm căn hộ, tổng số có 540 căn hộ.
Tùy thuộc vào diện tích căn hộ, nhu cầu sử dụng điện và đối tượng khách hàng, chủ đầu tư cần xem xét các phương án cung cấp điện khác nhau Người thiết kế sẽ lựa chọn thiết bị điện với số lượng và công suất phù hợp, đảm bảo đáp ứng nhu cầu của hệ thống căn hộ gia đình.
Do diện tích các phòng tương đương, số lượng thiết bị và công suất của từng căn hộ cũng giống nhau, được trình bày chi tiết trong bảng 1.4.
1.3.2 Xác định phụ tải tính toán căn hộ
Chọn hệ số đồng thời k s = 0,6 [1]
Thực hiện biểu thức ta kết quả trong bảng 1.4:
Bảng 1.4: Bảng tính toán công suất căn hộ
STT Loại căn hộ P đ (kW) P tt (kW)
1.3.3 Xác định phụ tải tính toán các tầng
Tính phụ tải tính toán của tầng 3 đến tầng 29
Do mỗi tầng có 20 phòng nên chọn k đt =¿0,65 Ở đây ta lấy tầng 3 làm tính toán. Công suất tính toán của trục sẽ là:
1.3.4 Xác định phụ tải sinh hoạt tòa nhà
Thay số liệu vào ta có công suất phủ tải sinh hoạt là:
Hệ số công suất cos φ SH= 0,95 → tan φ SH= 0,33
Q SH = P SH tan φ SH = 2314,98 0,33 v3,9 (kVA)
Tòa NO2 chung cư Hanoi Melody Residences được thiết kế 10 thang máy Mỗi thang máy công suất 15kW.
Công suất tính toán nhóm phụ tải thang máy:
Hệ số công suất cos φ TM = 0,85 → tan φ TM = 0,62
Công suất phản kháng của thang máy:
Q TM = P TB tan φ TM = 165.0,62 = 102.3 (kVAr)
Số liệu kỹ thuật máy bơm ở bảng 1.5:
Bảng 1.5: Số liệu kỹ thuật máy bơm
STT Chức năng Số lượng (cái) k nc Công suất
1 Bơm cấp nước sinh hoạt
Trong bảng 1.5 thì tổng số thiết bị dịch vụ - kỹ thuật là 8 Ta tính toán cho từng nhóm. + Nhóm bơm cấp nước sinh hoạt:
Ta có n1= 3 nên hệ số nhu cầu knc1 = 0,9 [1]
P TB1 = 0,9.35 = 31 ,5 \( kW \) + Nhóm bơm thoát nước:
Ta có n2 = 3 nên hệ số nhu cầu knc2 = 0,9 [1]
P TB2 = 0,9.15 = 13 ,5 \( kW \) + Nhóm bơm cứu hỏa:
Ta có n3 = 3 nên hệ số nhu cầu knc3 = 0,9 [1]
Công suất tính toán của trạm bơm:
Trong đó: kncTB: Hệ số nhu cầu của các nhóm máy bơm. kncTB = 0,75 [1]
Với hệ số cos φ TB = 0,75 => tan φ TB = 0,88
Công suất phản kháng của trạm bơm:
Q TB = P TB tan φ TB = 79 ,65.0,88 = 70,09 (kVAr)
1.3.7 Phụ tải tầng hầm 1, 2, 3 và tầng 1, 2
Mặt bằng tầng hầm bao gồm các chức năng sau: Khu vực gara, phòng trực, phòng kỹ thuật điện, phòng kỹ thuật nước Đối với tầng hầm ta chọn P 0= 31,25 (W/m 2 )[1].
Mặt bằng 2 tầng thương mại gồm các chức năng: Văn phòng cho thuê, phòng gym, văn phòng dịch vụ ta chọn P 0= 140 (W/m 2 )[1].
Bảng 1.6: Công suất tính toán phụ tải tầng hầm và tầng 1,2
STT Tên phụ tải SL P 0
(W/m 2 ) Diện tích (m 2 ) k nc P tt (kW)
Chiếu sáng trong căn hộ đã được tính toán cùng với phụ tải sinh hoạt tiêu thụ điện Bảng 1.7 liệt kê chiếu sáng công cộng trong tòa nhà.
Bảng 1.7: Công suất chiếu sáng công cộng trong tòa nhà
STT Tầng Chức năng tầng Diện tích
1 Tầng hầm 1 Để xe, đặt máy phát, MBA 2362.25 20 47.25
4 Tầng 1 Trung tâm thương mại, DV 2108.5 25 52,7
5 Tầng 2 Trung tâm thương mại, DV 2108.5 25 52,7
6 Tầng 3-29 Hành lang căn hộ 4331.61 10 43,3
Chiếu sáng cầu thang bộ:
Từ tầng 1 đến tầng 29, có tổng cộng 28 khoảng tầng, mỗi tầng được trang bị 2 cầu thang bộ Để tạo ánh sáng cho không gian này, một bóng đèn được lắp đặt tại khoảng nghỉ giữa 2 nhịp cầu thang.
Vậy số lượng bóng đèn: 2.28 = 56 (bóng)
Tầng hầm 3 lên tầng 1 có 3 khoảng tầng Mỗi tầng có 2 cầu thang bộ.
Vậy số lượng bóng đèn: 3.2 = 6 (bóng)
Tổng cộng có 56 + 6 = 72 bóng đèn cầu thang.
Ta sử dụng bóng đèn ốp trần tròn loại 12W để làm đèn chiếu sáng cho cầu thang. Công suất chiếu sáng cầu thang là:
P CT = 72.12 = 864 (W) = 0,864 \( kW \) Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng toàn khu nhà:
Do ta sử dụng đèn downlight và đèn huỳnh quang làm phụ tải chiếu sáng cho tòa nhà nên hệ số công suất cos φ CS = 0,8 → tan φ CS = 0,75
Vậy công suất phản kháng của hệ thống chiếu sáng là:
Q CS = P CS tan φ CS = 262,18.0,75 = 196,64 (kVAr)
1.3.9 Phụ tải thông gió làm mát
Tầng hầm, nằm dưới mặt đất, thường được sử dụng làm nơi để xe và lắp đặt trạm biến áp, do đó việc thông thoáng khí là rất quan trọng để ngăn ngừa cháy nổ và ô nhiễm Để đảm bảo không khí lưu thông tốt, cần thiết phải thiết lập một hệ thống thông gió cho cả ba tầng hầm với tổng thể tích của chúng.
Lấy hệ số lưu lượng gió tuần hoàn k = 6, tổng lưu lượng khí cần lưu thông trong một giờ là:
Từ đó ta sẽ chọn quạt gió của DETON, chọn 6 quạt mã hiệu SFG8G-6[11] có các thông số như sau:
Loại quạt TSF6G-4 Điện áp (V) 380
Công suất tính toán cho nhóm phụ tải thông gió tầng hầm:
P TG = n k nc P đ = 6 1.2,2 = 13,2 \( kW \) Trong đó: n : Là số động cơ quạt thông gió (n = 6 )
Với hệ số công suất cos φ TG= 0,85 → tan φ TG = 0,62
Công suất phản kháng của quạt thông gió là:
Q TG = P TG tan φ TG = 13,2.0,62 = 8,2 (kVAr)
1.3.10 Tổng hợp phụ tải cả tòa nhà
Ta có thể phân loại dạng phụ tải như sau:
Phụ tải ưu tiên bao gồm: Phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng tầng hầm và tầng 1,2, chiếu sáng hành lang công cộng, phụ tải tầng 1,2.
Phụ tải không ưu tiên là phụ tải sinh hoạt của các căn hộ từ tầng 3 đến tầng 29. a) Phụ tải ưu tiên của tòa nhà
Bảng 1.9: Công suất tính toán phụ tải ưu tiên
STT Tên phụ tải cosφ P tt (kW)
5 Phụ tải tầng thương mại 1,2 0,8 472,3
Tổng hợp phụ tải ưu tiên:
Hệ số công suất trung bình: cos φ ưt = ∑ P tti cos φ i
∑ P tti = 0,85 → tan φ ưt = 0,61Công suất phản kháng của phụ tải ưu tiên:
Q ưt = P ưt tan φ ưt = 1180,05 0,61 = 719,8\( kVAr \) Công suất biểu kiến:
0,8 5 = 1388,3 \( kVAr \) b) Công suất tính toán phụ tải không ưu tiên
Bảng 1.10: Phụ tải không ưu tiên
STT Tên phụ tải cosφ P tt (kW)
Tổng hợp phụ tải không ưu tiên:
Hệ số công suất trung bình là: cos φ kưt = ∑ P tti cos φ i
∑ P tti = 0, 95 → tan φ kưt = 0,33 Công suất phản kháng phụ tải không ưu tiên:
Q kưt = P kưt tan φ kưt = 2314,98 0,33 = 763,9 \( kVAr \) Công suất biểu kiến:
0, 95 = 2416,9 \( kVA \) c Tổng hợp phụ tải
Tổng hợp phụ tải tính toán của tòa nhà:
Hệ số công suất tòa nhà: cos φ tb =P ưt cos φ ưt + P kưt cos φ kưt
1180,05 + 2296,03 = 0,9 1 → tan φ tb = 0, 45 Công suất phản kháng của tòa nhà:
Công suất biểu kiến của tòa nhà:
Bù công suất phản kháng
Hệ thống điện tòa chung cư cần bù để nâng cosφ lên 0,93 nhằm đạt được một số lợi ích sau:
+ Không phải trả tiền mua công suất phản kháng.
+ Nâng cao chất lượng điện năng.
+ Thiết bị làm việc ổn định hơn v.v.
Dung lượng bù được xác định theo công thức:
Q b =P tt ∑ ( tg φ tb −tg φ sb ) ( kVAr )( 1.16)
Trong đó: tg φ tb : Hệ số công suất trước khi bù. tg φ sb :Hệ số công suất sau khi bù.
Ta có: cos φ tb = 0,88 tg φ tb = 0,53 cos φ sb = 0,93 tg φ sb = 0,4
Vậy dung lượng cần bù là:
Từ dung lượng cần bù ta chọn 10 tụ bù 50 kVar do do DAE YEONG chế tạo[3]:
Bảng 1.21: Thông số tủ tụ bù
Loại tụ bù Q b (kVAr) U đm (V) I đm (A) Số pha
Công suất phản kháng sau bù:
Công suất biểu kiến sau bù:
Hệ số cosφ sau bù thực tế là: cos φ sbtt =P tt∑
3655,9 = 0, 95 \(Thỏa mãn điều kiện bù \)
Kết luận chương
Qua chương 1 ta đã tính toán được:
Phụ tải sinh hoạt và công suất phản kháng phụ tải sinh hoạt :
P SH = 2314,98(kW), Q SH = 763,9 (kVAr) Các phụ phụ tải động lực và công suất phản kháng phụ tải động lực:
P CS = 262,18 (kW), Q CS = 196,64 (kVAr) Phụ tải thông thoáng và công suất phản kháng phụ tải thông thoáng:
P TG = 13,2 (kW), Q TG = 8,2 (kVAr) Tổng hợp các phụ tải, phân loại phụ tải ưu tiên và không ưu tiên
S ưt = 1388,3(kVA), P ưt= 1180,05(kW), cosφ = 0,85
S kưt = 2416,9 (kVA), P kưt = 2314,98 (kW), cosφ = 0,95 Thông số bù công suất phản kháng nâng cosφ lên 0,93.
Công suất sau bù S sb= 3655,9 (kVA)
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NGUỒN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
Lựa chọn phương án cấp nguồn và trạm biến áp
Dựa vào mặt bằng kiến trúc của công trình, có thể đề xuất nhiều phương án cung cấp điện khác nhau Một phương án hợp lý cần đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
- Đảm bảo chất lượng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm cho phép.
- Đảm bảo độ tin cậy, liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải.
- Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sửa chữa.
- Có chỉ tiêu kinh tế ký thuật hợp lý.
- Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng bao gồm những vấn đề chính sau:
- Phụ tải phong phú, đa dạng (điện áp, công suất, pha, v.v.).
- Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao.
- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ắc-quy, máy phát, v.v.).
- Không gian lắp đặt bị hạn chế và phải thỏa mãn các yêu cầu mĩ thuật trong kiến trúc xây dựng.
Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng.
Xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề liên quan đến hệ thống cung cấp điện là cực kỳ quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành và hiệu quả khai thác của hệ thống Để tìm ra phương án cung cấp điện tối ưu nhất, cần khảo sát toàn bộ mặt bằng thực tế của trung tâm thương mại và thu thập các dữ liệu liên quan đến thi công Việc đưa ra nhiều phương án cung cấp điện để so sánh và lựa chọn phương án tốt nhất là cần thiết.
- Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:
Vị trí đặt Trạm Biến Áp (TBA) cần đảm bảo gần trung tâm phụ tải để tối ưu hóa hiệu suất, đồng thời phải thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành và sửa chữa máy biến áp (MBA) Ngoài ra, vị trí cũng cần phải đảm bảo an toàn và tính kinh tế trong quá trình sử dụng.
Số lượng máy biến áp (MBA) trong các trạm biến áp được xác định dựa trên nhu cầu cung cấp điện cho phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, cũng như chế độ làm việc của phụ tải Đối với các trạm biến áp phục vụ hộ loại 1 và loại 2, cần lắp đặt 2 máy biến áp, trong khi hộ loại 3 chỉ yêu cầu 1 máy biến áp.
2.1.1 Xác định nguồn trung áp Đặc điểm của chung cư là nằm trong khu vực đô thị, nên các hệ thống hạ tầng kỹ thuật điện đều được đi ngầm trong tuynel hoặc hào kỹ thuật, vì vậy nguồn điện trung áp cấp cho các trạm biến áp được sử dụng cáp ngầm chống thấm Đối với điện áp trung áp trước đây có điện á U đm = 35kV, U đm = 10kV, U đm = 6kV Hiện tại theo quy định của ngành điện lực, để đảm bảo an toàn, thống nhất lưới điện trung áp về điện áp định mức U đm = 22kV Vì vậy hệ thống lưới điện trung áp của khu nhà cao tầng có cấp điện áp 22kV Mạng cáp ngầm trung áp và các trạm biến áp phải nối với nhau tạo thành mạch vòng kín vận hành hở (mỗi trạm đều có một nguồn vào, đưa vào trạm biến áp và đưa một nguồn để ra trạm biến áp khác thông qua một dao cách li kèm cầu chì hoặc máy cắt phụ tải)
2.1.2 Đề xuất các phương án cấp điện
Hình 2.1: Sơ đồ các phương án cấp điện
Phương án A: dùng máy cắt phụ tải và cầu chì.
Phương án B: dùng dao cách ly và máy cắt.
Phương án C: dùng dao cách ly và cầu chì.
So sánh 3 phương án để lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo an toàn thuận tiện cho sơ đồ cung cấp điện
Việc sử dụng máy cắt phụ tải giúp đóng cắt mạch điện có tải một cách an toàn và thuận tiện Nó cũng bảo vệ máy biến áp khỏi hiện tượng ngắn mạch nhờ vào cầu chì, đảm bảo hiệu suất vận hành tốt nhất.
Phương án sử dụng dao cách ly và máy cắt nhằm tạo khoảng cách an toàn và bảo vệ trong trường hợp có dòng điện ngắn mạch Dao cách ly không chỉ giúp cách ly mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng Mặc dù phương án này hiệu quả trong việc đóng cắt và bảo vệ, nhưng lại không mang lại tính kinh tế cao.
Sử dụng cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp và dao cách ly là một phương án đơn giản và tiết kiệm chi phí Tuy nhiên, phương pháp này không cho phép thực hiện các thao tác đóng cắt khi đang mang tải, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Sau khi so sánh các phương án, mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng Việc lựa chọn sơ đồ phù hợp phụ thuộc vào tầm quan trọng và yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Đối với phụ tải là chung cư cao tầng, phương án A được chọn để đảm bảo an toàn, thuận lợi cho vận hành, sửa chữa và tính kinh tế.
Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp, máy phát điện
Công suất và số lượng máy biến áp trong trạm điện là các yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của mạng điện Trong điều kiện làm việc bình thường, công suất máy biến áp cần đảm bảo đáp ứng toàn bộ nhu cầu phụ tải Việc lựa chọn số lượng máy biến áp phải phù hợp với chế độ làm việc của trạm, bảo đảm yêu cầu trong cả hai chế độ: bình thường và sự cố Cụ thể, trong chế độ bình thường, tổng công suất của các máy biến áp phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất tính toán Trong chế độ sự cố, tổng công suất của các máy biến áp, sau khi loại trừ máy biến áp có công suất lớn nhất gặp sự cố, phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất của phụ tải loại 1 hoặc loại 2.
Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:
Trong điều kiện sự cố MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA):
Việc lựa chọn số lượng máy biến áp (MBA), thường có một số trường hợp lựa chọn như sau: 1 MBA, 2 MBA, 3 MBA.
- Chọn 1 MBA: Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao.
Chọn phương án sử dụng 2 MBA mang lại độ tin cậy cao trong cung cấp điện, tuy nhiên chi phí đầu tư khá lớn Do đó, lựa chọn này thường được áp dụng cho các hộ tiêu thụ điện có công suất lớn hoặc những hệ thống quan trọng.
Khi lựa chọn 3 MBA, độ tin cậy cung cấp điện cao là một ưu điểm lớn, nhưng chi phí đầu tư rất cao khiến chúng ít được sử dụng Thông thường, giải pháp này chỉ áp dụng cho các phụ tải đặc biệt.
Chúng tôi đã quyết định chọn phương án 1 MBA cho công trình này do diện tích nhỏ, số lượng hộ dân ít và có một trục đường dây xuyên suốt các tầng.
Theo công suất tính toán của phụ tải ta có S tt 3655,9 (kVA).
Như vậy ta chọn 2 phương án để tính toán:
Các thông số của máy biến áp do Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo thể hiện trong bảng sau [8]:
Bảng 2.3: Thông số máy biến áp
Tần số (Hz) Cấp cách điện Vốn đầu tư
2.2.1 Phương án sử dụng 2 MBA 2000kVA
Hình 2.2: Sơ đồ sử dụng 2 MBA và 3 MBA
- Hệ số điền kín đồ thị được xác định như sau: k mt = P tb
MBA có khả năng chịu quá tải 40% trong thời gian xảy ra sự cố, với chi phí vận hành hàng năm được xác định theo một biểu thức cụ thể.
C 1t = ∆ B1t C ∆ + Y tht (2.4) Phụ tải tính toán của chung cư được xác định theo biểu thức:
- P tt : là công suất tính toán của chung cư, với S tt =3655,9 (kVA)
Thời gian tổn thất công suất cực đại: τ=( 0,124 + T max 10 −4 ) 2 8760= ( 0,124 + 4500.10 −4 ) 2 8760(86 , 2( h )
Với: τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất (giờ).
Tổn thất điện năng trong MBA:
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, khi chọn phương án sử dụng 2 MBA, cần lưu ý rằng mỗi MBA không được quá tải quá 40% so với giá trị định mức Trong trường hợp xảy ra sự cố với một trong hai MBA, cần phải giảm bớt công suất để duy trì hoạt động ổn định và hiệu quả.
Thiệt hại do mất điện
Vậy thiệt hại do mất điện được tính như sau :
Y = g th P th t f = \( g th S th cosφ t f ).2 (2.7) = (5000 3655,9.0,93.4).2 ,6.10 6 (đồng/năm)
- g th : Suất thiệt hại do mất điện, đồng/kWh.
- t f : Thời gian mất điện trung bình trong năm, h/năm.
Tổng chi phí tổn thất cho phương án:
- cΔ là giá thành tổn thất điện năng, đồng/kWh.
Xác định tổng chi phí quy dẫn :
- V: vốn đầu tư trang thiết bị.
- a tc : hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu quả vốn đầu tư, xác định theo biểu thức: a tc =i (1+i) T h
- T h : tuổi thọ của công trình, năm.
- i: Hệ số chiết khấu, được xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát và lãi suất ngân hàng, chọn i = 0,1.
- k kh : hệ số khấu hao trạm biến áp.
Ta có, hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a tc =i.(1+i) T h (1+i) T h -1 =0,1.(1+0,1) 25
Hệ số khấu hao trạm biến áp có giá trị là k kh = 0,065
Như vậy hệ số: a tc + k kh = 0,11+0,065 = 0,175
Chi phí quy dẫn của trạm biến áp là:
Bảng 2.4: Thống kê phương án chọn MBA
Vốn đầu tư V B (10 6 đ) 2x550 Tổn thất ∆ A (kWh) 85261,2 Thiệt hại Y (10 6 đ) 13,6.10 6 Chi phí tổng ZΣ (10 6 đ) 342,52.10 6 Tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng tổng kết với phương án 2 như sau:
Bảng 2.5: So sánh các chỉ tiêu 2 phương án chọn MBA
Chỉ tiêu so sánh Phương án 1 Phương án 2
Vốn đầu tư VB (10 6 đ) 2x550 3x450 Tổn thất ∆A (kWh) 85261,2 83642,3 Thiệt hại Y (10 6 đ) 13,6.10 6 203,9.10 6 Chi phí tổng ZΣ (10 6 đ) 342,52.10 6 369 ,25 10 6
Nhận thấy: Phương án 1 tối ưu hơn phương án 2 Vậy ta chọn TBA có 2 MBA 2000 (kVA).
2.2.3 Tính toán chọn máy phát điện
Để đảm bảo độ tin cậy trong cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên như thang máy và bơm nước, cần tính toán và chọn máy phát dự phòng phù hợp Máy phát này sẽ cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên thông qua tủ ưu tiên, với tổng công suất tính toán của nguồn ưu tiên đạt 1388,3 kVA.
Cho nên chọn máy có S MF >S ưt = 1388,3(kVA).
Ta lựa chọn máy phát Mitsubishi 1500kVA Model MDS có thông số ở bảng 2.4:
Bảng 2.6: Thông số máy phát
Tên Công suất liên tục (kVA)
Công suất dự phòng (kVA)
Tốc độ quay (vòng/phút)
Tần số (Hz) Số pha
Xây dựng sơ đồ nguyên lý và lưạ chọn dây dẫn phía trung áp
2.3.1 Sơ bộ về các loại trạm
Kết cấu của trạm biến áp được xác định bởi công suất của trạm, số lượng đường dây vào và ra, cũng như mức độ quan trọng của phụ tải.
Trạm biến áp có thể được phân loại thành các dạng cấu trúc như trạm trọn bộ, trạm treo, trạm bệt và trạm kín Việc lựa chọn kiểu trạm phù hợp cần dựa trên các yếu tố như điều kiện đất đai, môi trường mỹ quan và ngân sách của từng công trình, cũng như nhu cầu của từng đối tượng khách hàng.
Trạm trọn bộ là hệ thống bao gồm tất cả các thành phần như biến áp, thiết bị trung áp và hạ áp, được lắp đặt trong một container kín với ba khoang riêng biệt Thiết kế của trạm này đảm bảo an toàn, chắc chắn và gọn nhẹ, với thiết bị cao áp được cách điện bằng SF6, không cần bảo trì Trạm trọn bộ rất phù hợp cho các khách hàng có vốn đầu tư cao, trong điều kiện đất đai hạn chế và yêu cầu thẩm mỹ cao, như các đại sứ quán, khách sạn sang trọng, khu văn phòng đại diện và nhà khách chính phủ.
Trạm treo là loại trạm mà tất cả thiết bị như máy biến áp và hệ thống trung áp, hạ áp được lắp đặt hoàn toàn trên cột Tủ hạ áp có thể được đặt trên cột hoặc trong buồng phân phối dưới đất, tùy thuộc vào điều kiện đất đai và yêu cầu của khách hàng Ưu điểm nổi bật của trạm treo là tiết kiệm diện tích đất, vì vậy nó thường được sử dụng cho các trạm công cộng và cơ quan.
Trạm bệt là loại trạm điện phổ biến ở nông thôn và các cơ quan, nơi có điều kiện đất đai thuận lợi Thiết bị trung áp được lắp đặt trên cột, trong khi máy biến áp được đặt trên bệ xi măng dưới đất và tủ phân phối hạ áp được bố trí trong nhà mái bằng Khu vực xung quanh trạm được xây tường cao 2m với cửa sắt khóa chắc chắn Ngoài ra, cần thiết kế cửa thông gió và lắp đặt lưới mắt cáo bên trong để bảo vệ khỏi chim, chuột, rắn và các loài động vật khác.
Trạm kín, hay còn gọi là trạm trong nhà hoặc trạm xây, được sử dụng tại những khu vực yêu cầu an toàn cao, như nơi có nhiều khói bụi và hóa chất ăn mòn Thông thường, trạm được thiết kế với ba phòng: phòng trung áp để lắp đặt các thiết bị trung áp, phòng máy biến áp và phòng hạ áp dành cho thiết bị phân phối hạ áp Tuy nhiên, cũng có thể thiết kế chỉ với hai phòng, trong đó máy biến áp và các thiết bị trung áp được bố trí chung trong một phòng có lưới ngăn cách Đối với trạm có ba máy biến áp, có thể chia thành ba hoặc bốn phòng, đồng thời cần thiết kế hố dầu sự cố và cửa thông gió cho phòng máy và các phòng trung áp.
, hạ áp, cửa thông gió phải có lưới chắn đề phòng chim, chuột, v.v.
Trong các chung cư, để tối ưu hóa không gian và tiết kiệm chi phí, nên lựa chọn trạm biến áp kiểu kín Thiết kế này bao gồm buồng trung áp dành cho các thiết bị trung áp, ba buồng máy biến áp để lắp đặt máy biến áp, và buồng hạ áp để bố trí các thiết bị hạ áp.
2.3.2 Xác định dây dẫn (cáp) từ nguồn đến trạm biến áp.
Theo tiêu chuẩn ngành điện, cáp có tiết diện F = 240mm² được lựa chọn cho khu nhà cao tầng do ưu điểm của nó trong sơ đồ mạch vòng kín vận hành hở.
Cáp điện cần được thiết kế để có khả năng cơ động và tiện dụng khi tăng phụ tải, nhằm tránh lãng phí khi phải thay thế cáp có tiết diện lớn hơn do sự tăng trưởng của phụ tải mới Độ tin cậy trong cung cấp điện cũng rất quan trọng; trong trường hợp cáp đầu nguồn gặp sự cố, cáp còn lại phải đủ lớn để đáp ứng toàn bộ phụ tải trên mạch vòng, đảm bảo điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp không vượt quá mức cho phép Cuối cùng, việc sử dụng cáp điện phải đảm bảo tính kinh tế, với chi phí thấp hơn so với sơ đồ mạch vòng kín.
Với tiết diện F= 240m m 2 , tra bảng chọn cáp đồng cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo, có I cp = 560 A [3].
Bảng 2.5: Thông số cáp XLPE
F đm 3 lõi( m m 2 ) I cp ngoài trời 40 0 C(A) r 0 (Ω/km) x ❑0 (Ω/km)
2.3.3 Xây dựng sơ đồ nguyên lý trạm biến áp
Từ trạm biến áp, cáp hạ áp được kéo vào chung cư, nơi lắp đặt một tủ điện hạ áp để cung cấp điện cho các tầng Tủ điện này bao gồm một aptomat tổng và hai aptomat nhánh, nhằm phân phối điện cho phụ tải ưu tiên và phụ tải không ưu tiên.
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 2000 kVA
2.3.4 Thiết kế hệ thống nối đất a) Tác dụng của việc nối đất
Dòng điện đi qua cơ thể người có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng, bao gồm bỏng, giật và thậm chí là tử vong Vì vậy, hệ thống nối đất rất quan trọng để tản dòng điện và duy trì mức điện thế an toàn cho các thiết bị Hệ thống nối đất bao gồm hai chức năng chính: nối đất làm việc và nối đất an toàn.
Trang bị nối đất bao gồm điện cực và dây dẫn nối đất, với điện cực được đặt trực tiếp trong đất và dây nối đất kết nối các bộ phận với điện cực Đối với trạm biến áp có công suất trên 100kVA, điện trở nối đất được quy định là R nd = 4Ω, trong đó hệ số hiệu chỉnh cho cọc tiếp địa là k cọc = 1,5 và cho thanh nối ngang là k ngang = 2 Vì không sử dụng hệ thống tiếp địa tự nhiên, điện trở của hệ thống tiếp địa nhân tạo là R nt = R tđ = 4Ω Cọc tiếp địa được chọn là thép tròn, dài 2,5m và đường kính 5,6cm, được đóng sâu 0,75m dưới mặt đất.
Hình 2.4: Sơ đồ nối đất TBA b) Xác định điện trở nối đât của một cọc.
2π l ( ln 2l d + 1 2 ln 4 4 t t −l +l ) (3.10) Với: l – là chiều dài cọc. d – đường kính cọc, d = 18.10 -3 (m).
– hệ số mùa của cọc, tra bảng 2.1 Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của tác giả Nguyễn Minh Chước ta có t = h + 2 l = 0,8 + 2 2 ,5 = 2,05 (m)
- Điện trở nối đất của một cọc:
- Số cọc cần thiết là: n = η R lc c R d = 0 31 ,6 4 , 8 ,25 Với
Rl c - Điện trở nối đất của 1 cọc, Ω
Rd - Điện trở nối đất của thiết bị nối đất theo quy định, Ω ηc
- Hệ số sử dụng của cọc, tra bảng ηc = 0,6.
Vậy ta chọn số cọc n (cọc) Số cọc này được đóng dọc phía trước theo chiều dài của khu nhà như hình vẽ: c) Xác định điện trở thanh nối.
Chiều dài thanh L và đường kính cọc d được tính theo công thức d = 0,5.b, với b = 40.10^-3, dẫn đến d = 0,02 m Hệ số mùa của thanh k t m, theo bảng 2.1 trong hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của Nguyễn Minh Chước, có giá trị k t m = 1,6 Hệ số hình dáng k được xác định là k = 1.
- Điện trở nối đất của thanh:
- Điện trở thực tế nối đất:
Tra bảng ta có hệ số sử dụng của thanh ηt = 0,45. d) Xác định điện trở của hệ thống nối đất.
- Điện trở nối đất của toàn bộ số cọc:
- Số cọc thực tế cần phải đóng: n = η c R R lc c = 0 ,6.10 31 ,8 , 32 = 5,14 Vậy ta chọn số cọc thực tế là N = 6 (cọc).
Kết luận: hệ thống nối đất đạt yêu cầu.
Kết luận chương
Qua chương 2, ta đã xác định được các mục tiêu sau :
-Phương án cấp điện sử dụng 2 MBA 2000kVA.
-Sử dụng 1 máy phát 1500kVA cấp nguồn khi sự cố.
-Xây dựng sơ đồ nguyên lý trạm biến áp với kiểu trạm là trạm kín.
-Xác định cáp từ nguồn đến trạm biến áp sử dụng cáp 3x240( m m 2 ), I cp = 520A.
-Tính toán và thiết kế nối đất cho trạm biến áp F min =¿ 232,47.
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ CẤP ĐIỆN
Giới thiệu chung
Khi chọn dây hoặc cáp, nguyên tắc chung là phải đảm bảo các yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Tuy nhiên, hai chỉ tiêu này thường mang tính đối lập, do đó việc lựa chọn dây/cáp cần dựa vào đặc điểm của mạng phân phối và truyền tải điện, cũng như các yếu tố ảnh hưởng khác Quyết định chọn dây/cáp sẽ thiên về cơ sở kinh tế hoặc kỹ thuật, nhưng bất kể lựa chọn nào cũng cần phải kiểm tra dựa trên cơ sở còn lại.
Các phương pháp chọn dây/cáp trên cơ sở chỉ tiêu kinh tế bao gồm :
-Phương pháp chọn dây/cáp theo mật độ dòng kinh tế.
-Phương pháp chọn dây/cáp theo khối lượng kim loại màu cực tiểu.
Các phương pháp chọn dây/cáp trên cơ sở chỉ tiêu kinh tế bao gồm :
-Phương pháp chọn dây/cáp theo dòng điện phát nóng.
-Phương pháp chọn dây/cáp theo điều kiện tổn thất điện áp.
Trạm biến áp được đặt trong tầng hầm của chung cư nên khi tính toán chọn tiết diện dây đẫn phải chọn dây dẫn như sau :
-Chọn cáp từ nguồn cấp 22kV tới tủ phân phối cao áp.
-Chọn thanh dẫn từ MBA tới TPP hạ áp.
-Chọn cáp từ các tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối các tầng.
-Chọn cáp từ tủ phân phối tầng đến các căn hộ.
-Chọn cáp từ tủ phân phối chính lên tầng 1
-Chọn cáp cho mạng điện thang máy.
-Chọn tiết diện cáp cho trạm bơm.
-Chọn cáp cho tủ điện chiếu sáng và thông thoáng làm mát.
-Chọn cáp cho tủ điện dịch vụ.
Xác định phương án cáp điện phía hạ áp
3.2.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối hạ áp tới tủ phân phối các tầng
Chúng tôi lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối hạ áp đến tủ phân phối các tầng và từ tủ phân phối các tầng đến từng căn hộ dựa trên dòng điện định mức Sau khi chọn dây dẫn, chúng tôi kiểm tra tổn thất điện áp; nếu tổn thất điện áp nhỏ hơn 2,5% so với điện áp định mức, dây dẫn đã chọn sẽ đáp ứng yêu cầu về tổn thất điện áp.
Để đảm bảo tổn thất điện áp không vượt quá 5% điện áp định mức, cần tính toán lại dây dẫn nếu ∆U lớn hơn 5% Các phương án đi dây chỉ được xem xét cho phụ tải sinh hoạt từ tầng 3 đến tầng 27 Các phụ tải ưu tiên như thang máy, bơm, chiếu sáng sự cố và thoát hiểm, cùng với phụ tải tầng 1 cho khu dịch vụ hoặc shop bán hàng, đều giống nhau ở mọi phương án, do đó không được tính trong bước này.
Hình 3.1 Sơ đồ cấp điện phương án 1 và phương án 2
Phương án 1: Mỗi tầng được nối một tủ riêng biệt
Chọn dây dẫn lấy từ tủ phân phối trung tâm đến tủ phân phối các tầng theo điều kiện phát nóng cho phép.
Công suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng tầng 3 và các tầng khác là:
Q T 3 = P T 3 tan φ = 47,2\( k VAr \) Dòng điện lớn nhất chạy trong đường dây lên tầng 3 là:
√ 3 0,4= 205,3 \(A\) Dòng điện cho phép theo điều kiện phát nóng:
Chúng tôi đã chọn dây cáp đồng cách điện XPLE vỏ PVC với tiết diện 95 mm² do hãng CADIVI sản xuất Dây cáp này có các thông số kỹ thuật quan trọng như điện trở r❑0= 0,193 (Ω/km), phản kháng x❑0= 0,08 (Ω/km) và dòng điện định mức Icp = 225A Chiều dài cáp từ tủ phân phối căn hộ đến tủ phân phối tầng 3 là 15m.
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Kết quả tính toán cho phương án 1 cho thấy tổn thất điện áp ∆ U nhỏ hơn 5%, với ∆ U cp là 20V, xác nhận rằng cáp được chọn đáp ứng yêu cầu về tổn thất cho phép Tương tự, các tầng còn lại cũng đã được tính toán và đưa vào bảng kết quả.
Bảng 3.7: Bảng chọn dây phương án 1
Từ bảng trên ta thấy tất cả tổn thất điện áp đều thỏa mãn điều kiện cho phép nên các cáp chọn đều thỏa mãn.
Phương án 2: Các từng lấy điện từ các TPP.
Điện được cấp cho các TPP ở các tầng 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 từ thanh cái hạ áp qua các đường cáp trục Các tầng 4 và 5 nhận điện từ tủ phân phối của tầng 3, trong khi tầng 7 và 8 lấy điện từ TPP tầng 6 Tầng 10 và 11 nhận điện từ TPP tầng 9, còn tầng 13 và 14 lấy điện từ TPP tầng 12 Tầng 16 và 17 được cấp điện từ TPP tầng 15, tầng 19 và 20 từ TPP tầng 18, tầng 22 và 23 từ TPP tầng 21, tầng 25 và 26 từ TPP tầng 24, và cuối cùng, tầng 28 và 29 lấy điện từ TPP tầng 2.
Tính toán tương tự như phương án 1 Nhưng có một số thay đổi về công suất như sau:
Do TPP đặt ở tầng 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 nên k đt = 0,6 nên:
Công suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng:
Q T PPT3 = P T PPT3 tanφ = 89,4 \( kVAr \) Dòng điện làm việc lớn nhất chạy trong đường dây lên tầng 3 là:
Ta chọn dây cáp đồng cho TPP tầng 3, cách điện XPLE vỏ PVC tiết diện 240 m m 2 do hãng CADIVI chế tạo có các thông số sau: r ❑ 0= 0,0754 (Ω/km), x ❑ 0=0,08 (Ω/km),
I cp = 400 \(A\) [1] và chiều dài từ tủ phân phối căn hộ tới tủ phân phối tầng 3 là: L = 15m. Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Kết quả tính toán cho phương án 2 cho thấy tổn thất điện áp ∆ U nhỏ hơn 5%, với ∆ U cp đạt 20V, chứng tỏ rằng cáp được chọn đáp ứng yêu cầu về tổn thất cho phép Các tầng còn lại cũng được tính toán tương tự và được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.8: Bảng chọn dây phương án 2
Từ bảng trên ta thấy tất cả tổn thất điện áp đều thỏa mãn điều kiện cho phép nên các cáp chọn đều thỏa mãn.
3.2.2 Tính toán quy dẫn các phương án đã chọn
Chi phí quy đổi được xác định theo biểu thức:
Z=( a tc +k kh ) V oi L i +c ∆ ∆ A i (3.2) Trong đó:
- a tc : hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư, chọn a tc = 0,125
- k kh : hệ số bảo dưỡng và vận hành, k kh = 0,035.
- V oi : suất vốn đầu tư đường cáp i.
- c ∆ : giá thành tổn thất điện năng, c ∆ = 1600đ/kWh.
Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây lên tầng thứ i:
Trong đó: τ là thời gian tổn thất công suất cực đại: τ = ( 0,124 + T max 10 −4 ) 2 8760 = ( 0,124 + 4500.10 −4 ) 2 8760 = 2886 , 2 ( h ) a Tính toán quy dẫn phương án 1
Chi phí quy dẫn của đoạn đường dây lên tầng 3
Tổn thất điện năng của đoạn đường dây lên tầng 3:
0,4 2 0,193.0,015.2886,2.10 -3 = 1182,7 4 \( kWh \) Suất vốn đầu tư cáp 95m m 2 dùng cho cung cấp điện là: v = 265.10 6 (đồng/km).
Chi phí quy đổi cho đoạn đường dây lên tầng 3 là:
Tính toán tương tự cho các tầng còn lại ta tổng hợp kết quả trong bảnzg 3.3:
Bảng 3.9: Tính toán chi phí cho phương án 1
Tổng 479,39 142638,6 788,52 b, Tính toán quy dẫn phương án 2
Chi phí quy dẫn của đoạn đường dây lên tầng 3
Tổn thất điện năng của đoạn đường dây lên TPP tầng 3:
0,4 2 , 0,0754 , 0,0 15,2886,2,10 -3 = 1512,9 \( kWh \) Suất vốn đầu tư cáp 240 mm 2 dùng cho cung cấp điện là: v = 670,10 6 (đồng/km),
Chi phí quy đổi cho đoạn đường dây lên tầng 3 là:
Z TPP T3 = (a tc + k kh ), V o TPP T 3 , L TPP T 3 + c ∆ , ∆ A TPP T
= (0,125+0,035), 0,0 15,670,10 6 +1600 ,1512,9 = 4,02,10 6 \( đ \) Tính toán tương tự cho các tầng còn lại ta tổng hợp kết quả trong bảng 3.4:
Bảng 3.10: Tính toán chi phí cho phương án 2
Ta có, bảng 3.5 so sánh chi phí quy dẫn 2 phương án:
Bảng 3.11: So sánh 2 phương án
TT Tham số so sánh Phương án 1 Phương án 2
3 Chi phí quy dẫn (10 6 VNĐ) 788,52 771,26
Theo bảng kết quả trên ta thấy phương án 2 là tối ưu hơn về kinh tế,
Tính toán lựa chọn dây dẫn, cáp cho các mạch
3.3.1 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tầng tới các căn hộ
Để chọn dây dẫn phù hợp cho căn hộ, cần xác định dây dẫn cho căn hộ xa nhất và có công suất trung bình lớn nhất Nếu dây dẫn này đáp ứng yêu cầu ổn định điện áp, chúng ta có thể sử dụng nó làm dây dẫn cho các căn hộ khác.
Khoảng cách từ tủ phân phối tầng đến căn hộ ở xa nhất là 30m, căn hộ đó có công suất trung bình là 14,16 (kW).
Dòng điện chạy trong dây dẫn từ TPP tầng đến căn hộ là:
Ta chọn cáp đồng, cách điện XLPE vỏ PVC, tiết diện 16 m m 2 do hãng CADIVI chế tạo có các thông số sau: r ❑0= 1,15 (Ω/km), ), x ❑0=0,08 (Ω/km), I cp = 70 (A) [1]
Tổn thất điện áp trên dây dẫn là:
Ta thấy: ∆U
