đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống chiếu sáng cho villa

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp hài hoà giữa yếu tố kinh tế -kỹ thuật: độ tin cây trong cung cấp điện, độ an toàn cao, tiện lợi cho viêc vận hành, sửachửa khi hỏng hóc

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng dạng năng lương chính được dùng trong các công trình, nhà ở, cao ốc

nó được dùng trong mọi lĩnh vực nhằm phục vụ tối đa nhu cầu của con người, Vấn đềđặt ra là làm thế nào để cung cấp điện cho phụ tải một cách hiệu quả và tin cậy

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp hài hoà giữa yếu tố kinh tế

-kỹ thuật: độ tin cây trong cung cấp điện, độ an toàn cao, tiện lợi cho viêc vận hành, sửachửa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong giới hạn chophép, tổn thất điện năng là thấp nhất, hơn nữa phải đảm bảo cho việc mở rộng và pháttriển trong tương lai với chi phí đầu tư nhỏ nhất

Trên tinh thần đó với sự hướng dẫn tận tình của thầy Võ Viết Cường và các thầy côtrong bộ môn Cung Cấp Điện chúng em đã tiến hành làm đồ án thiết kế cung cấp điệncho một villa ba tầng, thông qua đồ án này em đã hiểu rõ hơn về trình tự thiết kế cungcấp điện cho một vila, nhà ở, văn phòng…

Do thời gian và kiến thức có hạn nên chúng em không tránh khỏi những thiếu sótrất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn

Cuối cùng em xin cảm ơn quý thầy cô bộ môn, thầy Võ Viết Cường đã hướng dẫntận tình giúp chúng em hoàn thành cuốn đồ án môn học này

Tp _ Hồ Chí Minh, Ngày

Sinh Viên Thực Hiện

Lê Hoài Bảo

Lê Ngọc Sáng

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3

Chương 1 SƠ LƯỢC VỀ VILLA 3 TẦNG 4

1) Giới thiệu 4

2) Những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế hệ thống điện 4

Chương 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 5

2.1) Giới thiệu chung 5

2.2) Các yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng: 5

A) Tính toán chiếu sáng cho tầng trệt: 6

B) Tính toán chiếu sáng cho tầng 1 11

C) Tầng áp mái (tầng 2): 13

2.3) Công suất chiếu sáng của toàn VILLA: 15

2.4) Sơ đồ bố trí đèn: 15

Chương 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 16

3.1) Đặc điểm VILLA: 16

3.2) Phân nhóm phụ tải 16

3.2.1) Phụ tải tầng trệt: 16

3.2.2) Phụ tải tầng 1: 18

3.2.3) Phụ tải tầng 2: 19

3.2.4) Liệt kê thiết bị và công suất tổng của toàn Villa 20

Chương 4 CHỌN CB VÀ LỰA CHỌN DÂY DẪN 21

4.1) Các phương án đi dây: 21

4.1.1) Mạng hình tia 21

4.1.2) Mạng phân nhánh 22

4.2) Lựa chọn CB kết hợp với lựa chọn dây dẫn: 22

4.2.1) Tính toán chọn CB tổng : 22

4.2.2) Tính toán chọn CB tầng trệt : 22

4.2.3) Tính toán chọn CB tầng 1 : 24

4.2.4) Tính toán chọn CB tầng 2 : 26

4.3) Lựa chọn dây dẫn: 28

4.3.1) Đối với cáp không chôn ở dưới đất: 28

4.3.2) Đối với cáp đi ngầm dưới đất: 29

4.3.3) Tính lựa chọn dây dẫn : 29

a) Tới tủ điện tầng trệt: 30

b) Tới tủ điện tầng 1: 30

c) Tới tủ điện tầng 2: 30

d) Từ các tủ điện tầng đến các phòng: 30

e )Chọn dây dẫn đến các thiết bị trong từng phòng: 31

4.4) Sơ đồ đi dây: 31

4.5) Kiểm tra sụt áp: 33

4.5.1) Từ tủ phân phối chính đến các tủ điện tầng: 33

4.5.2) Tính sụt áp từ tủ điện tầng đến các phòng: 34

Chương 5 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 35

5.1) Thiết kế chống sét: 35

5.2) Thiết kế nối đất chống sét: 37

5.3) Thiết kế nối đất chống sét: 41

5.4) Nối đất vỏ thiết bị: 41

Chương 6 HOẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 42

Chương 7 TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 43

Chương 8 KẾT LUẬN 45

BẢNG GIÁ CÁC THIẾT BỊ 46

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2009

TS VÕ VIẾT CƯỜNG

Chương 1: SƠ LƯỢC VỀ VILLA 3 TẦNG

Lưới điện sử dụng lấy từ nguồn điện lực 220/380V

2) Những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:

Thiết kế hệ thống điên như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng các yêu cầu kinh tế-kỹ thuật, vận hành an toàn Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép

Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lí khi thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Đảm bảo chất lượng điên năng mà chủ yếu là độ lệch và độ dao động điện trong phạm vi cho phép

- Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hàng năm thấp

- Thuận tiện cho các công tác vận hành và sửa chữa vv…

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

2.1) Giới thiệu chung:

bảo các yêu cầu ánh sáng cho công việc Cho nên ta phải thiết kế hệ thốngchiếu sáng cho công trình

việc bình thường của con người, đảm bảo độ rọi theo yêu cầu và tính chấtcủa công việc trong điều kiện làm việc bình thường Đảm bảo độ rọi theoyêu cầu của công việc và không được quá chói Ngoài ra phải không có bóngtối bóng đổ trên bề mặt làm việc

sáng đều nhận được một lượng sáng giống nhau

- Chiếu sáng cục bộ là chiếu sáng cho những nơi có yêu cầu về độ rọi cao

việc khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị sự cố Chiếu sáng dự phòng cònđảm bảo cho việc di chuyển mọi người ra khỏi khu vực làm việc một cách

an toàn…Nguồn chiếu sáng dự phòng phải khác nguồn chiếu sáng làm việc

2.2) Các yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng:

Một hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Độ rọi yêu cầu phải đảm bảo cho người làm việc với thời gian lâu dài màkhông bị mỏi mắt, không giãm hiệu suất làm việc Độ rọi yêu cầu phụ thuộcvào tính chất công viêc, kích thước vật cần phân biệt và độ tuổi người laođộng

Hệ thống chiếu sáng không được chói, nếu bị chói sẽ làm giảm thị lực, bịloá không phân biệt được rõ dẫn đến giãm cường độ lao động

Khi thiết kế cho khu vực bị che chắn thì phải đảm bảo không có bóng tối,bóng đổ

A Tính toán chiếu sáng cho tầng trệt:

Có nhiều phòng khác nhau nên ta thiết kế chiếu sáng cho từng phòng.

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

Số đèn cần sử dụng:

N=

sd sg

dt

K K

b a E K

+ Hệ số phản xạ của tường:tuong= 50%

+ Hệ số phản xạ của trần: tran= 70%

+ Hệ số phả xạ của sàn: san= 30%

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: sinh hoạt chung,ăn uống

b.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

dt

K K

b a E K

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nấu ăn

c.2) Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

H = h - hlv = 3.5-0.8 = 2.7m

Chỉ số phòng:

I= Ha(a bb)= 2.74.(14.13.63.6) = 0.71

K K

b a E K

- Môi trường có bụi

- Tính chất công việc: để xe

d.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 100 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

sd sg

dt

K K

b a E K

4 3 1 5 100 5 1

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

e.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

dt

K K

b a E K

+ Hệ số phả xạ của sàn: san= 30%

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: đi lại

f.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 100 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

dt

K K

b a E K

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: đi lại

g.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 100 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

Chọn loại đèn đèn compact CF-H 3U/15W của hãng điện quang với cácthông số

dt

K K

b a E K

Các toilet còn lại tương tự

B) Tính toán chiếu sáng cho tầng 1

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

a.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 75 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

Hiệu suất  = 65 lm/ wKích thước E27/B22

Số đèn cần sử dụng:

N=

sd sg

dt

K K

b a E K

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

b.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

dt

K K

b a E K

+ Hệ số phản xạ của tường:tuong= 50%

+ Hệ số phản xạ của trần: tran= 80%

+ Hệ số phả xạ của sàn: san= 30%

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

c.2)Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 300 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

dt

K K

b a E K

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

a.2) Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 200 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

H = h - hlv = 3.5-0.8 = 2.7m

Chỉ số phòng:

I= Ha(a bb)= 2.73.(83.83.43.4) = 0.65

K K

b a E K

Vì phòng thờ nên ta chọn độ rọi thấp 50lux

Chọn loại đèn Compact CF-H 3U/15W của hãng điện quang với các thông số

Ksg= 0.8

Công suất p= 15 wHiệu suất  = 65 lm/ wKích thước E27/B22

Số đèn cần sử dụng: 2 bóng

c) Khu ban công:

Yêu cầu về độ rọi không cần thiết nên ta chọn 2 đèn trang trí mã VDB1013

- Môi trường không có bụi

- Tính chất công việc: nghỉ ngơi

d.2) Tính toán:

Độ rọi yêu cầu: Eyc = 75 lx

Độ cao treo đèn tính từ mặt phẳng làm việc

Số đèn cần sử dụng:

N=

sd sg

dt

K K

b a E K

2.3) Công suất chiếu sáng của toàn VILLA:

Cuốn đồ án này trình bày thiết kế cung cấp điện cho VILLA Đây là VILLA

có chia nhiều phòng nhỏ với nhiều chức năng khác nhau vì thế tùy vào tính chấtcông việc, tính chất của phòng mà ta chọn tính thiết kế hệ thống chiếu sángĐặc điểm VILLA: VILLA có diện tích ( 12  9 )m2, chiều cao từ sàn đếntrần là 3.5m, có nhiều phòng, nguồn điện được cấp bởi điện lực, cấp điện áp sửdụng là 220v

- Phụ tải đèn huỳnh quang:

1 Hệ số sử dụng của đèn: ku = 1

2 Theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của đèn: ks = 1

3 Đèn huỳnh quang bóng đơn: 13 x 1 x 40W, suy ra :

) ( 21 1 54

0

1 1 13 ) 10 40 ( cos

) (

kVA k

k n P

0

1 8 0 2 1104

k k n

0

1 8 0 1 736

k k n

0

1 8 0 1 5500

k k n

Do nhu cầu mở rộng phụ tải, chọn công suất tủ điện tầng hầm: 13 (kVA)

Dòng điện tính toán (A): 59 09 ( )

22 0

13

A U

Công suất ổ cắm:

Hệ số sử dụng của ổ cắm: ku = 1Công suất của 1 ổ cắm: Stt = 10 x 220 x 1 = 2.2 (kVA)Theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của ổ cắm : ks = 0.1Công suất của 12 ổ cắm là: Stt = 2.2 x 0.1 x 12 = 2.64 kVA

- Phụ tải đèn huỳnh quang:

4 Hệ số sử dụng của đèn: ku = 1

5 Theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của đèn: ks = 1

6 Đèn huỳnh quang bóng đơn: 9 x 1 x 40W, suy ra :

) ( 833 0 54

0

1 1 9 ) 10 40 ( cos

) (

kVA k

k n P

Cos ks=1 và ku=1 nên Stt= Ptt = 15 x 13 =0.195 kVA

-Đèn cầu thang Stt= Ptt = 13 x 2 =0.026 kVA

- Máy lạnh1:

) ( 208 2 8

0

1 8 0 2 1104

k k n

P



- Đèn chiếu sáng ban công : Stt= Ptt = 13 x 2 =0.026 kVA

Tổng công suất tính toán tầng 1 (kVA):

Stttầng 1 = 2.64+0.833+0.195+0.026+2.208+0.026 = 5.928(kVA)

Do nhu cầu mở rộng phụ tải, chọn công suất tủ điện tầng 1: 6 (kVA)

Dòng điện tính toán (A): 27 27 ( )

22 0

6

A U

- Phụ tải đèn huỳnh quang:

7 Hệ số sử dụng của đèn: ku = 1

8 Theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của đèn: ks = 1

9 Đèn huỳnh quang bóng đơn: 6 x 1 x 40W, suy ra :

) ( 556 0 54

0

1 1 6 ) 10 40 ( cos

) (

kVA k

k n P

0

1 8 0 3 1104

k k n

Do nhu cầu mở rộng phụ tải, chọn công suất tủ điện tầng 2: 7 (kVA)

22 0

7

A U

S

3.2.4) Liệt kê thiết bị và công suất tổng của toàn Villa.

CHƯƠNG 4: CHỌN CB VÀ LỰA CHỌN DÂY DẪN

4.1) Các phương án đi dây:

ĐC ĐC ĐC ĐC ĐC

a:phụ tải phân tán

b:phụ tải tập trung

+ Ưu điểm: độ tin cậy cao tính từ sau thanh cái của tủ động lực vì sự cố ở điểm này thì

điểm khác vẫn hoạt động Được sử dụng trong nhà, hoặc các phân xưởng có các thiết

bị phân bố đều trên diện tích sản suất nhưng mật độ công suất không lớn lắm.Sơ đồnày dùng cho các phụ tải tập trung có công suât tương đối lớn

+ Nhược điểm: : tốn nhiều dây, khi dây chính nối đến các nhóm máy bị sự cố thì cả nhóm

máy sẽ không hoạt động được

4.1.2) Mạng điện phân nhánh:

+ Ưu điểm: Với một tuyến dây nhưng vẫn có thể cấp điện cho nhiêu thiết bị nên sẽgiãm được vốn đầu tư.

+ Nhược điểm độ tin cây trong cung cấp điện không cao, khi có sự cố thì cả nhóm thiết

bị đều không hoạt động được ngoài ra chi phí vận hành sửa chữa phức tạp

Vậy ta chọn phương án đi dây:

chính nhận điện từ trạm biến áp (do điện lực cấp ) chia thành 3 nhánh điđến tủ điện của từng phòng

 Từ tủ điện của từng phòng tới thiết bị ta đi dây hình tia đối với thiết bị nhưmáy lạnh, ổ cắm và đi phân nhánh đối với nhóm thiết bị chiếu sáng

4.2) Lựa chọn CB kết hợp với lựa chọn dây dẫn:

4.2.1) Tính toán chọn CB tổng :

- Dòng làm việc định mức :

106 36 ( )

22 0

4 23

104.4

Chọn dòng định mức bảo vệ của CB phòng người làm là:

1 38 ( )

220

8 303

Chọn dòng định mức bảo vệ của CB phòng làm việc là:

Chọn dòng định mức bảo vệ của CB phòng ngủ 1 việc là:

Chọn dòng định mức bảo vệ của CB Phòng ngủ 2 việc là:

Thiết bị Số lượng P (W) cosφ Ku Ks S(VA)

Chọn dòng định mức bảo vệ của CB phòng sinh hoạt là:

- Dòng làm việc định mức CB tầng 2 :

28 6 ( )

220

6 6292

4.3.1) Đối với cáp không chôn ở dưới đất:

Itt Icp k k

k1* 2* 3* Trong đó :

ITT : Cường độ dòng điện tính toán

Icp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp

k1 : Hệ số ảnh hưởng của cách lắp đặt cáp

k2 : Hệ số điều chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp

k3 : Hệ số điều chỉnh kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh

+ Thử lại theo điều kiện kết họp bảo vệ bằng áp tô mát

k *k2*k3*Icp

5.4

IkddtA

k1*k2*k3*Icp

5.1

IkdnhA

=

5.1

25

k4* 5* 6* 7* Trong đó :

ITT : Cường độ dòng điện tính toán

Icp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp

K4 : Hệ số ảnh hưởng cách lắp đặt cáp

K5 : Hệ số điều chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp

K6 : Hệ số điều chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh

K7: Hệ số ảnh hường của đất nơi đặt cáp

+ Thử lại theo điều kiện kết hợp bảo vệ bằng áp tô mát

k4*k5*k6*k7*Icp

5.4

IkddtA

k4*k5*k6*k7*Icp

5.1

IkdnhA

=

5.1

25

- k1 =1 : Cáp đi ân trần trần

- k2 = 0,7 : ba mạch chôn trong tường

- k3 = 1 : (nhiệt độ môi trường 300, cành điện pvc)

 k = k1k2k3 = 0.7

a) Tới tủ điện tầng trệt:

Suy ra dòng định mức của dây dẫn:

) ( 7 45 7 0

- k2 = 0.6 : 5 mạch chôn trong tường

- k3 = 1 : (nhiệt độ môi trường 300, cành điện pvc)

 k = k1k2k3 = 0.6 (cho tầng trệt và tầng 1)

- k1 =1 : Cáp đi ân trần trần

- k2 = 0.65 : 4 mạch chôn trong tường

- k3 = 1 : (nhiệt độ môi trường 300, cành điện pvc)

điện

F(mm2)

Imax(A)

trệt

Hànhlang

e) Chọn dây dẫn đến các thiết bị trong từng phòng:

k1 =1 : Cáp đi âm trần tường

k2 = 0.6 : 5 mạch chôn trong tường

k3 = 1 : (nhiệt độ môi trường 300, cành điện pvc)

 k = k1k2k3 = 0.6 (cho tầng trệt và tầng 1)

k1 =1 : Cáp đi ân trần trần

k2 = 0.65 : 4 mạch chôn trong tường

k3 = 1 : (nhiệt độ môi trường 300, cành điện pvc)

điện

F(mm2)

Đèncompact(hànhlang phụ)

4.5)Kiểm tra sụt áp:

Theo tiêu chuẩn IEC 522-8 quy định độ sụt áp không được vượt quá 2.5% điện ápdanh định

Theo đó: Với mạch 1 pha 220V thì độ sụt áp cho phép là 5.5V

Với mạch 3 pha 380V thì độ sụt áp cho phép là 9.5V

4.5.1) Từ tủ phân phối chính đến các tủ điện tầng :

- IB: là dòng làm việc lớn nhất (A) Ta có: IB = ILVmax = 45.7 (A)

- Vậy: độ sụt áp của cáp vừa chọn là:



n U

U U

 Vậy chọn dây từ tủ phân phối chính tới tủ điện tầng trệt như trên là hợp lý,đảm bảođiều kiện sụt áp

- IB: là dòng làm việc lớn nhất (A) Ta có: IB = ILVmax = 35.7 (A)

- Vậy: độ sụt áp của cáp vừa chọn là:



n U

U U

 Vậy chọn dây từ tủ phân phối chính tới tủ điện tầng 1 như trên là hợp lý,đảm bảođiều kiện sụt áp