ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ A5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, ngành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Để thực hiện vai trò trên hệ thống cung cấp điện phải phát triển mạnh mẽ hơn nữa. Từ những vấn đề được trình bày trong đồ án này, em hi vọng rằng đề tài sẽ giúp trường ta nói riêng và người Việt Nam nói chung cùng hướng đến một công nghệ mới tiến bộ hơn trong việc thiết kế sử dụng hệ thống cung cấp điện thích hợp tiến đến thông minh, kĩ thuật tốt, an toàn, hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí năng lượng nhằm góp phần góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế quốc dân.

Đồ án môn hệ thống cung cấp điện MỤC LỤC GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện LỜI MỞ ĐẦU  Trong công xây dựng đổi đất nước, ngành công nghiệp điện ln giữ vai trị vơ quan trọng Điện trở thành dạng lượng thiếu hầu hết lĩnh vực Để thực vai trò hệ thống cung cấp điện phải phát triển mạnh mẽ Xuất phát từ thực tiễn với trình tìm hiểu học tập, em thầy giáo T.S Trương Minh Tấn giao đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà A5 – Trường đại học Quy Nhơn” Đề tài thực bổ ích cho em, giúp em tìm hiểu nghiên cứu cách sâu sắc toàn diện hệ thống cung cấp điện tịa nhà Đó tập dượt rút kinh nghiệm quý báu cho em sau Từ vấn đề trình bày đồ án này, em hi vọng đề tài giúp trường ta nói riêng người Việt Nam nói chung hướng đến công nghệ tiến việc thiết kế sử dụng hệ thống cung cấp điện thích hợp tiến đến thơng minh, kĩ thuật tốt, an tồn, hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí lượng nhằm góp phần góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế quốc dân Tuy nhiên với hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tiễn em khơng tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý quý thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo T.S Trương Minh Tấn giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này! Quy Nhơn, tháng 10 năm 2013 Sinh viên thực Bùi Duy Phương GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NHÀ A5 1.1 Giới thiệu chung Giảng đường A5 có tầng, cao 20m, tổng diện tích 358,285m 2, giảng đường có tất 20 phòng học, phòng đợi giảng viên, phòng vệ sinh Trong phịng học chia làm loại: phịng loại có diện tích 60,48m 2, phịng loại có diện tích 50,62m2 Tịa nhà hướng đơng nên lượng ánh sáng tự nhiên lớn sử dụng để tiết kiệm lượng Để thiết kế chiếu sáng cho tòa nhà A5 em hướng đến giải pháp tiết kiệm lượng, đảm bảo môi trường đảm bảo tốt tiện nghi cho người sử dụng Để hỗ trợ cho việc tính tốn tay mơ 3D em chọn phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux Đây phần mềm miễn phí sử dụng thơng dụng, hỗ trợ người thiết kế tốt, có thư viện database lớn Dialux cho phép người dùng chèn nhiều vật dụng khác vào dự án : bàn, ghế, TV, giường, gác lửng, cầu thang,…Bên cạnh thư viện nhiều vật liệu để áp vào vật dụng dự án…cũng dễ dàng hiệu chỉnh mặt theo ý muốn Ngồi Dialux cịn kết hợp với Autocad 3DS để mơ cơng trình cách chuyên nghiệp GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện 5600 5600 7400 7400 1600 6840 1850 10800 1600 1600 5400 3400 1600 7600 32640 5400 Mặt tầng tòa nhà A5 11820 5600 5600 3940 20820 5400 7400 7400 1600 6840 1850 9130 3200 13070 10800 3400 32640 Mặt tầng 2,3,4,5 tòa nhà A5 GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện 1.2 Thiết kế sơ phòng học loại 1.2.1.Phương án Bước 1: Lấy liệu đối tượng thiết kế chiếu sáng Phòng học loại khu giảng đường A5 Dài: 10,8 m Rộng: 5,6 m Cao: m Thiết kế phục vụ cho công việc học tập Các thông số vật lý: Phản xạ trần ρ1 = 0,7 Phản xạ tường ρ3 = 0,5 Phản xạ tường ρ4 = 0,3 Khả sử dụng ánh sáng tự nhiên: mức trung bình Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng phòng học ta chọn độ rọi chiếu sáng chung: E=400 lx Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo tiêu chí sau Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400lx ta có nhiệt độ màu T=3000÷4700K Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện Chỉ số thể màu CRI=80 Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W), CRI=65÷90, tuổi thọ 8000÷1200 h Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng đèn Với yêu cầu 60÷90% ánh sáng chiếu xuống khơng gian 10÷40% ánh sáng chiếu lên trần Nên ta chọn phương pháp chiếu sáng bán trực tiếp Chọn đèn cho trường học: DI2L36-0.54D+0.24T_2 ống huỳnh quang 1.2m-36W(Phụ lục 3.6-sách thiết bị hệ thống chiếu sáng) j= h' h + h ' =0 Bước 5: Chọn chiều cao treo đèn Bước 6: Xác định hệ số sử dụng quang thơng u Ta có: u= Φu = n d u d + n i u i = 0,54.u d + 0, 24.u i Φt K= a.b 10,8.5,6 = = 1,15 h.(a + b) (4 − 0,8).(10,8 + 5,6) Chỉ số địa điểm: ' Với h = H − h chiều cao hữu ích Bộ đèn cấp D; K=1,15; j=0; phản xạ 7-5-3 Tra bảng 3.2 trang 58 sách thiết bị hệ thống chiếu sáng ta được: u d(K1=1,0) = 76 u d(K 2=1,25) = 82 ; GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Dùng nội suy ta có: u d(K =1,15) = u d(K1=1,0) + K − K1 1,15 − 1,0 (u d(K 2=1,25) − u d(K1=1,0) ) = 76 + (82 − 76) = 79,6 K2 − K1 1, 25 − 1,0 Bộ đèn cấp T; K=1,15; j=0; phản xạ 7-5-3 Tra bảng 3.3 trang 62 sách thiết bị hệ thống chiếu sáng ta được: u t (K1=1,0) = 43 u t(K 2=1,25) = 49 ; Dùng nội suy ta có: K − K1 1,15 − 1,0 (u i(K 2=1,25) − u i(K1=1,0) ) = 43 + (49 − 43) = 46,6 K2 − K1 1, 25 − 1,0 u = 0,54.u d + 0, 24.u i = 0,54.79,6 + 0, 24.46,6 = 54,17 u i(K =1,15) = u i(K1=1,0) + Vậy: Bước 7: Tính quang thông tổng đèn: Φt = % E.S.δ 400.60, 48.1,3 = = 58240 u 0,54 lm Trong đó: S = a.b = 10,8.5,6 = 60, 48m E = 400lx δ = 1,3 hệ bù suy giảm quang thông u = 54,17 % Bước 8: Xác định số đèn tối thiểu ' Chiều cao hữu ích: h = H − h = − 0,8 = 3, m Khoảng cách cực đại hai đèn liên tiếp: n max = 1,5.h = 1,5.3, = 4,8 m 10,8 = 2, 25 n max 4,8 Số đèn tối thiểu theo cạnh a: suy chọn N a = b 5,6 Nb = = = 1,17 n max 4,8 Số đèn tối thiểu theo cạnh b: suy chọn N b = N = N a N b = 2.3 = Na = a = Số đèn tối thiểu: Bước 9: Xác định quang thông đèn chọn công suất đèn Quang thông đèn: Φ bodentt = Φt 58240 = = 9707 N lm Φ bodentt 9707 = = 4853,5 2 Quang thông đèn: lm P = 36 W; dài 1,2m; Φ = 3350 lm; T = 3000 K; Chọn đèn ống huỳnh quang: Φ dentt = đường kính ống 26mm(T8), (Tra bảng 2.2 trang sách thiết bị hệ thống chiếu sáng) Độ rọi dự kiến đạt được: E= N Φ boden (n d u d + n i u i ) 6.2.3350.(0,54.0,79 + 0, 24.0, 47) = = 275,79 a.b.δ 10,8.5,6.1,3 lx Bước 10: Hiệu chỉnh lại số đèn GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Vì Φ den < Φ dentt nên cần hiệu chỉnh lại số đèn Số đèn cần dùng thực tế: N = N a N b = 2.4 = Kiểm tra lại độ rọi dự kiến đạt được: E= N Φ boden (n d u d + n i u i ) 8.2.3350.(0,54.0, 79 + 0, 24.0, 47) = = 367, 72 a.b.δ 10,8.5, 6.1,3 lx 1.2.2.Phương án Bước 1: Lấy liệu đối tượng thiết kế chiếu sáng Phòng học loại khu giảng đường A5 Dài: 10,8 m Rộng: 5,6 m Cao: m Thiết kế phục vụ cho công việc học tập Các thông số vật lý: Phản xạ trần ρ1 = 0,7 Phản xạ tường ρ3 = 0,5 Phản xạ tường ρ4 = 0,3 Khả sử dụng ánh sáng tự nhiên: mức trung bình Bước 2: Chọn độ rọi cho địa điểm chiếu sáng Dựa vào phân loại địa điểm chiếu sáng phòng học ta chọn độ rọi chiếu sáng chung: E=400 lx Bước 3: Chọn loại đèn phải đảm bảo tiêu chí sau Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi E=400 lx ta có nhiệt độ màu T=3000÷4700 K Chọn đèn có hiệu suất phát quang cao để tiết kiệm điện Chỉ số thể màu CRI=80 Vậy nên chọn đèn ống huỳnh quang có hiệu suất phát quang cao (80-83 lm/W),CRI=65÷90,tuổi thọ 8000÷1200 h Bước 4: Chọn phương pháp chiếu sáng đèn Với yêu cầu >90% ánh sáng chiếu xuống không gian Nên ta chọn phương pháp chiếu sáng trực tiếp.(chiếu sáng trực tiếp mở rộng tức vùng phân bố ánh sáng rộng hơn) Chọn đèn cho trường học: 2L58-0.59D_ống huỳnh quang 1.5m-58W(Phụ lục 3.6-sách thiết bị hệ thống chiếu sáng) j= h' h + h ' =0 Bước 5: Chọn chiều cao treo đèn Bước 6: Xác định hệ số sử dụng quang thơng u Ta có: u= Φu = n d u d = 0,59.u d Φt GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện K= a.b 10,8.5,6 = = 1,15 h.(a + b) (4 − 0,8).(10,8 + 5,6) Chỉ số địa điểm: ' Với h = H − h chiều cao hữu ích Bộ đèn cấp D; K=1,15; j=0; phản xạ 7-5-3 Tra bảng 3.2 trang 58 sách thiết bị hệ thống chiếu sáng ta được: u d(K1=1,0) = 76 u d(K 2=1,25) = 82 ; Dùng nội suy ta có: u d(K =1,15) = u d(K1=1,0) + K − K1 1,15 − 1,0 (u d(K 2=1,25) − u d(K1=1,0) ) = 76 + (82 − 76) = 79,6 K2 − K1 1, 25 − 1,0 Dùng nội suy ta có: Vậy: u = 0,54.u d = 0,59.79,6 = 46,96 % Bước 7: Tính quang thơng tổng đèn: Φt = E.S.δ 400.60, 48.1,3 = = 66914 u 0, 47 lm Trong đó: S = a.b = 10,8.5,6 = 60, 48m E = 400lx δ = 1,3 hệ bù suy giảm quang thông u = 46,96 % Bước 8: Xác định số đèn tối thiểu ' Chiều cao hữu ích: h = H − h = − 0,8 = 3, m Khoảng cách cực đại hai đèn liên tiếp: n max = 1, 2.h = 1, 2.3, = 3,84 m 10,8 = 2,81 n max 3,84 Số đèn tối thiểu theo cạnh a: suy chọn N a = b 5,6 Nb = = = 1, 46 n max 3,84 Số đèn tối thiểu theo cạnh b: suy chọn N b = N = N a N b = 2.3 = Na = a = Số đèn tối thiểu: Bước 9: Xác định quang thông đèn chọn công suất đèn Quang thông đèn: Φ bodentt = Φt 66914 = = 11152 N lm Φ bodentt 11152 = = 5576 2 Quang thông đèn: lm P = 58 W; dài 1,5m; Φ = 5400 lm; T = 3000 K; Chọn đèn ống huỳnh quang: Φ dentt = đường kính ống 26mm(T8)(Tra bảng 2.2 trang sách thiết bị hệ thống chiếu sáng) Độ rọi dự kiến đạt được: GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương E= N Φ boden n d u d 6.2.5400.0,59.0,79 = = 384,15 a.b.δ 10,8.5,6.1,3 lx Lớp : ĐKT_K32B Trang Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Bước 10: Hiệu chỉnh lại số đèn Vì Φ den ≈ Φ dentt độ rọi dự kiến đảm bảo yêu cầu ban đầu nên không cần hiệu chỉnh lại số đèn Số đèn cần dùng thực tế: N = N = Nhận xét: Hai phương án sử dụng đèn ống huỳnh quang chưa tối ưu Để đảm bảo thông số kĩ thuật tiêu chí ánh sáng lượng quang thơng, độ rọi, độ chói, tiện nghi cần lượng cơng suất cho chiếu sáng lớn nên em sử dụng thêm phương án 1.2.3.Phương án 3: Thiết kế tính tốn theo phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11 1.2.3.1 Cài đặt khởi động chương trình Bước 1: Vào wedside: http://www.dialux.com để tải phiên phần mềm Dialux Bước 2: Thực cài đặt chương trình.Tiến trình phần mềm cài đặt trực tuyến thông thường 1.2.3.2 Cài đặt plugin đèn Cách 1: Vào wedside: http://www.dialux.com chọn mục Dialux Plugins/Cataloges click chọn plugin muốn cài đặt Cách 2: Vào phần mềm dialux 4.11 chọn mục Luminaire Selection chọn dialux cataloges chọn đèn muốn cài đặt click download để tải 1.2.3.3 Các chức thiết kế dialux GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 10 Đồ án mơn hệ thống cung cấp điện Hàm chi phí tính toán hàng năm: Z = (a vh + a tc )K + Y∆A = (0,1 + 0, 2).4084114 + 533740 = 1758974,2 (đồng/năm) 3.2.1.4 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra aptomat Giả sử biết máy biến áp 22/0,4kV ABB sản xuất có cơng suất định mức 250kVA có ∆PN = 2,95 kW, U N = 4% Ngắn mạch hạ áp ngắn mạch xa nguồn Để tính tốn ngắn mạch hạ áp cho phép coi TBA nguồn Tổng trở máy biến áp: ZB = Z1 = R B + jX B = ∆PN U dm U %.U dm 2,95.0, 4.0, 4 106 + j N 10 = 10 + j 10 = 7,55 + j25,6mΩ SdmB Sdm 2502 250 Tổng trở cáp: l 0.15 ZC = Z2 = r0l + jx 0l = ρ + jx 0l = 31,5 + j0,3.0,15 = 210 + j50mΩ F 22 Tổng trở cái: ZTC = Z3 = rTC l + jx TC l = 0,167.0, + j0,163.0, = 0,033 + j0,032mΩ Ngắn mạch N1 Z1 Z2 N1 Dòng điện ngắn mạch: I N1 = U U 400 = = = 1kA 3.Z N (R B + R C ) + (X B + X C ) (7,55 + 210) + (25,6 + 50) Dòng điện xung kích: I xk = 1,3 2.I N = 1,3 2.1 = 1,84kA GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 75 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Nhận thấy aptomat tổng có dịng cắt định mức 3kA lớn trị số dòng ngắn mạch tính tốn thỏa mãn điều kiện ổn định động Nên chọn aptomat hợp lí Ngắn mạch N2 Z1 Z3 Z2 N2 Dòng điện ngắn mạch: I N2 = U (R B + R C + R TC ) + (X B + X C + X TC ) = 400 (7,55 + 210 + 0, 033) + (25,6 + 50 + 0, 032)2 = 1kA Dịng điện xung kích: I xk = 1,3 2.I N = 1,3 2.1 = 1,84kA Nhận thấy aptomat tầng có dịng cắt định mức 6kA lớn trị số dịng ngắn mạch tính tốn thỏa mãn điều kiện ổn định động Nên chọn aptomat theo phương án hợp lí 3.2.1.5 Lựa chọn aptomat dây dẫn cho phòng học * Phòng loại - Cơng suất phịng loại 1026W nên: I1 = - P1 1,026 = = 5, 49 U p cosϕ 0, 22.0,85 A Tra [TL2] trang 171 chọn áptơmát phịng loại loại 5SX2 1cực Siemens chế tạo với thông số: Điện Phân loại áp (V) 230/ cực 400 IN (kA) Iđm (A) Công suất cắt (MW) Mã hiệu Khối lượng (Kg) 6 5SX2 106-5 0,14 GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 76 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện - Tra [TL2] trang 235 chọn dây dẫn cho phòng loại dây điện hạ áp lõi đồng mềm nhiều sợi (dây đôi mềm xoắn) CADIVI chế tạo với thông số: Tiết diện (mm2) Chiều dày cách điện Điện trở Chiều Đường dây dẫn dày vỏ kính tổng 20oC bọc PVC thể (mm) ( Ω / km ) Phụ tải dòng điện (A) 0,8 Đường kính dây dẫn(mm) 5,6 2*0,75 26,22 + Kiểm tra độ phát nóng k1.k2.Icp > Itt Với: k1 = k = nên: 1.1.7 = A > 5,49A : Đạt yêu cầu + Kiểm tra độ sụt áp: Chiều dài dây dẫn 50m Ta tính độ sụt áp sau: ∆U = ρl I = ro l.I = 26, 22.0,05.5, 49 = 7,19 S V Nhận xét: Độ sụt áp nhỏ 5%U nên đạt yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế * Phịng loại - Cơng suất phòng loại 726W nên: I2 = P2 0,726 = = 3,88 U p cosϕ 0, 22.0,85 A - Tra [TL2] trang 171 chọn áptơmát phịng loại loại 5SX2 1cực Siemens chế tạo với thông số: Phân loại Điện áp (V) IN (kA) Iđm (A) Công suất cắt (MW) Mã hiệu Khối lượng (Kg) cực 230/400 6 5SX2 106-5 0,14 - Tra [TL2] trang 235 chọn dây dẫn cho phòng loại dây điện hạ áp lõi đồng mềm nhiều sợi (dây đôi mềm xoắn) CADIVI chế tạo với thông số: GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 77 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Tiết Đường kính diện dây (mm2 dẫn(mm) Chiều dày vỏ bọc PVC ) 2*0,5 0,8 Đường kính tổng thể (mm) Điện trở dây dẫn 20oC ( Ω / km ) Phụ tải dòng điện (A) 5,2 Chiều dày cách điện 39,34 + Kiểm tra độ phát nóng k1.k2.Icp > Itt Với: k1 = k = nên: 1.1.5 = A > 3,88A : Đạt yêu cầu + Kiểm tra độ sụt áp: Chiều dài dây dẫn 50m Ta tính độ sụt áp sau: ∆U = ρl I = ro l.I = 39,34.0,05.3,88 = 7,63 S V Nhận xét: Độ sụt áp nhỏ 5%U nên đạt yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế * Phịng đợi - Cơng suất phịng đợi 3669W nên: I3 = P3 3,669 = = 19,62 U p cosϕ 0, 22.0,85 A - Tra [TL2] trang 172 chọn áptômát phòng đợi loại 5SX2 1cực +N Siemens chế tạo với thông số: Phân loại Điện áp (V) IN (kA) Iđm (A) Công suất cắt (MW) Mã hiệu Khối lượng (Kg) cực + N 230/400 25 5SX2 525-6 0,23 - Tra [TL2] trang 235 chọn dây dẫn cho phòng đợi cáp hạ áp hai lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định CADIVI chế tạo với thông số: Tiết diện Đường kính dây dẫn(mm) Chiều dày cách điện GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Chiều dày vỏ bọc PVC Đường kính tổng thể (mm) Điện trở dây dẫn 20oC ( Ω / km ) Phụ tải dòng điện (A) Lớp : ĐKT_K32B Trang 78 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện (mm2 1,5 1,5 0,8 1,5 9,6 12,1 21 + Kiểm tra độ phát nóng k1.k2.Icp > Itt Với: k1 = k = nên: 1.1.21 = 21 A > 19,62 A : Đạt yêu cầu + Kiểm tra độ sụt áp: Chiều dài dây dẫn 10 m Ta tính độ sụt áp sau: ∆U = ρl I = ro l.I = 12,1.0,01.19,62 = 2,37 S V Nhận xét: Độ sụt áp nhỏ 3%U nên đạt yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế 3.2.1.6 Bản vẽ dây chi tiết KÍ HIỆU TU PHAN PHOI APTOMAT HA AP ÐEN LED 47W ÐEN LED 12W O CAM ÐIEN CONG TAC GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương QUAT TRAN 220V-75W Lớp : ĐKT_K32B Trang 79 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỐNG SÉT 4.1 Phương án 1: Dùng cột chống sét Chiều cao cột thu sét tính từ mặt đất H = 20 + h, m Khoảng cách cột thu sét a12 = 13,07m a 23 = 26,732 + 4,5652 = 27,12m a13 = 26,732 + 8,5052 = 28,05m Nửa chu vi tam giác 123 1 p = (a12 + a 23 + a13 ) = (13,07 + 27,12 + 28,05) = 34,12m 2 Đường kính đường trịn ngoại tiếp tam giác 123 D= a12 a 23 a13 13,07.27,12.28,05 = = 28, 46m p(p − a12 )(p − a 23 )(p − a13 ) 34,12(34,12 − 13,07)(34,12 − 27,12)(34,12 − 28,05) Vùng bảo vệ phía tam giác 123 Để bảo vệ cao trình h x = 20m nằm phía tam giác 123 độ cao h bé phải thỏa mãn điều kiện D ≤ 8(H − h x ) GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 80 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Tối thiểu D = 8(H − h x ) 28, 46 = 8(20 + h − 20) hay → h = 28, 46 / = 3,56m Vùng bảo vệ phía ngồi tam giác 123 Trường hợp ta cần xét hai cặp cột: a) Xét cặp cột 1,2 (1) Để bảo vệ cao trình h x = 20m độ cao bảo vệ bé h o với giả sử ho thỏa: h r12 = 0,75h o (1 − x ) ho hx > 5,91 + 0,75.20 = 27,88m 0,75 2 h x = 20m h o = 27,88 = 18,59m thỏa mãn điều kiện giả sử Kiểm tra: a h o = H − 12 Áp dụng biểu thức a 13,07 H = 20 + h = h o + 12 = 27,88 + = 29,75m 7 → → h = 29,75 − 20 = 9, 75m (2) 5,91 = 0,75h o − 0,75.20 → h o = b) Xét cặp cột 2,3 Bán kính bảo vệ bé cần phải có hai cặp cột 23 đoạn ab hình vẽ GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 81 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Áp dụng tỷ số hai tam giác đồng dạng 2ab 2c3: ab 2a 2a 13,56 = → ab = 3c = 4,565 = 2,32 3c 2c 2c 26,73 h x = 20m Để bảo vệ cao trình ho với giả thuyết r12 = 0,75h o (1 − hx > nằm hai cột độ cao bảo vệ bé ho thỏa: hx ) ho 2,32 + 0,75.20 = 23,09m 0,75 2 h x = 20m h o = 23,09 = 15,39m thỏa mãn điều kiện giả thuyết Kiểm tra: a h o = H − 12 Áp dụng biểu thức a 27,12 H = 20 + h = h o + 23 = 23,09 + = 26,96m 7 → → h = 26,96 − 20 = 6,96m (3) từ (1),(2) (3) ta chọn: h = 9,75m 2,32 = 0,75h o − 0,75.20 → h o = So sánh độ cao h c) Kiểm tra lại bán kính bảo vệ cột 1,2 Như độ cao kim thu sét 1,2 tính từ mặt đất H = 20 + 9,75 = 29,75m 2 h x = 20m H = 29,75 = 19,83m h x > H nên áp dụng biểu thức: Với h 20 rx = 0,75H(1 − x ) = 0,75.29,75(1 − ) H 29,75 rx = 7,3m > 5,91m = r12 Vậy với độ dài kim thu sét h = 9,75m bảo vệ cho toàn khu giảng đường A5 4.2 Phương án 2: Dùng hai cột thu sét GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 82 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Để bảo vệ tịa nhà cao trình h x = 20m độ cao bảo vệ bé h o với giả ho thuyết thỏa: hx r0x = 0,75h o (1 − ) ho hx > 6,535 = 0,75h o − 0, 75.20 → h o = 6,535 + 0,75.20 = 28,71m 0, 75 2 h x = 20m h o = 28,71 = 19,14m thỏa mãn điều kiện giả thuyết Kiểm tra: a h o = H − 12 Áp dụng biểu thức a 32,64 H = 20 + h = h o + 23 = 28, 71 + = 33, 4m 7 → → h = 33, − 20 = 13, 4m Vậy với độ dài hai kim thu sét h = 13, 4m bảo vệ cho toàn khu giảng đường A5 2 h x = 20m H = 33, = 22, 27m h x < H nên bán kính bảo vệ Với hai cột thu sét: rx = 1,5H(1 − hx 20 ) = 1,5.33, 4(1 − ) = 12,6m 0,8H 0,8.33, - Sau vài hình ảnh kim thu sét ma ta lựa chọn cho thiết kế: Kim thu sét cổ điển cải tiến: Dòng sản phẩm kim chống sét cổ điển chế tạo từ vật liệu có chất lượng đồng tốt nhất, đồng thời thơng qua q trình kiểm định quan chức cấp.Với kiểu dáng kết cấu mẻ, bắt mắt, lắp đặt dễ dàng, kim thu sét làm vật trang trí cho nhà riêng, tịa nhà kiến trúc - Phạm vi ứng dụng: Dùng chống sét cho nhà riêng, biệt thự, trạm truyền tín hiệu vô tuyến, kiến trúc cao tầng, trường học, bệnh viện, tàu quân đội, sân bay Thông số kỹ thuật kim thu sét CPT Loại kim thu sét đáp ứng tiêu chuẩn: NFC 17 -102 ( Pháp), UNE 21186 GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 83 l Đồ án môn hệ thống cung cấp điện l Model CPTL CPT1 CPT2 Thông model CPT3 Bán kính bảo Diễn giải l Kim thu sét phóng điện sớm vệ Bán kính bảo ( ESE), mã hiệu CPT-L Vật liệu vệ 49 mét thép không gỉ Kim thu sét phóng điện sớm (h=5 mét) Bán kính bảo ( ESE), mã hiệu CPT-1 Vật liệu vệ 79 mét thép khơng gỉ Kim thu sét phóng điện sớm (h=5 mét) Bán kính bảo ( ESE), mã hiệu CPT-2 Vật liệu vệ 97 mét thép không gỉ (h=5 mét) Kim thu sét phóng điện sớm Bán kính bảo ( ESE), mã hiệu CPT-3 Vật liệu vệ 107 mét thép không gỉ số kỹ thuật bán: (h=5 mét) CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT Cách thực hệ thống trang bị nối đất - Trang bị nối đất bao gồm điện cực nối đất dây nối đất Các điện cực nối đất bao gồm điện cực thẳng đứng đóng sâu vào đất điện cực nằm ngang chôn đất độ sâu định Dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 84 Đồ án mơn hệ thống cung cấp điện Hình 5.1 Sơ đồ bố trí cực tiếp địa - Thực tế có hình thức nối đất nối đất nhân tạo nối đất tự nhiên Khi thực nối đất, trước hết lợi dụng vật nối đất tự nhiên sẵn có đường ống dẫn nước hay ống kim loại khác đặt đất (trừ ống dẫn nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy), kết cấu kim loại cơng trình nhà cửa có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất (trừ vỏ cáp chì, vỏ cáp thép dùng) Điện trở nối đất tự nhiên xác định cách đo thực tế hay tính gần theo cơng thức kinh nghiệm - Nếu nối đất tự nhiên không đảm bảo trị số điện trở R đ theo yêu cầu phải dùng nối đất nhân tạo.Nối đất nhân tạo thực cọc thép tròn, thép ống, thép dẹt hay thép góc dài – 3m, đóng sâu xuống đất, đầu chúng cách mặt đất 0,5 – 0,8 m để tránh thay đổi R đ theo thời tiết Các cọc thép hàn nối với thép đặt nằm ngang chôn sâu cách mặt đất 0,5 – 0,8m - Yêu cầu điện trở nối đất chống sét cho phép Ryc = 10Ω, vùng đất đặt điện cực nối đất đất cát pha nên điện trở suất ρ0 =300 Ωm - Do khơng có hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo Rn.t = Ryc = 10Ω - Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l= 2,5 m, đường kính d= 0,05 m Cọc đóng sâu cách mặt đất h = 0,8 h = 0,8 m l = 2,5 m GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 85 Đồ án mơn hệ thống cung cấp điện Hình 5.1: Sơ đồ đặt cọc - Điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa: R dc = ρ0 2l 4l + 7h 300 2.2,5 4.2,5 + 7.0,8 (ln + ln )= (ln + ln ) = 94, 26 Ω 2.π.l d l + 7h 2.3,14.2,5 0,05 2,5 + 7.0,8 - Số lượng cọc chọn sơ là: n= R dc 94,26 = = 9, 43 R n.t 10 →chọn n = 12 Số cọc đóng xung quanh khu đất theo kích thước sau: Lng = 2.(10 + 12) = 48 m - Khoảng cách trung bình cọc là: la = Lng/n = 48/12 =4 m → tỷ lệ la/l = 4/2 = Tra bảng ứng với tỷ lệ số lượng cọc n=12 ta xác định hệ số sử dụng η = 0,34 cọc tiếp địa ηcoc = 0,71 nối ng (bảng5.pl bảng 7.plGiáo trình an tồn điện-Th.s Ngơ Minh Khoa) - Các điện cực nối với ngang dẹt rộng b = 0,04m, dày 0,01m Điện trở nối đất nối ngang: R ng = 1,5L ng ρ0 300 1,5.48 ln = ln = 11,93 Ω π.L ng 3,14.48 b.h 0,04.0,8 Điện trở điện cực thẳng có xét đến hệ số sử dụng là: R dcΣ = R dc 94, 26 = = 11,06Ω ηcoc n 0,71.12 Điện trở thực tế nối có xét đến hệ số sử dụng R 'ng = R ng ηng = ηng là: 11,93 = 35,08 Ω 0,34 Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối ngang là: GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 86 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Rd = R 'ng R dcΣ R ng + R dcΣ = 35,08.11,06 = 8,4 Ω 35,08 + 11,06 Như vậy: Rd < Ryc Số lượng cọc thức n c.t = R dc 94,26 = = 12 ηcoc R dcΣ 0,71.11,06 →Vậy ta chọn nct = 12 cọc 12m 4m 3,3m 10m Kiểm tra độ ổn định nhiệt hệ thống tiếp địa: Iđ=Cp.Df.Sf.Ik=1.1,1.0,6.320=211,2(A) Cp – hệ số hiệu chỉnh tính đến tăng trưởng dòng cố thời gian tuổi thọ trạm Df – hệ số tắt dần GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 87 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Ik – dòng điện ngắn mạch pha chạy qua hệ thống tiếp địa Fmin = Id tk 0,5 = 211,2 = 2,02 mm < Fnga = 0,01.103.0,04.103 = 400mm Ct 74 Với C: hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm nối (với thép C = 74) Vậy hệ thống tiếp địa thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trương Minh Tấn, “Giáo trình cung cấp điện” [2] TS Trần Quang Khánh, “Giáo trình cung cấp điện”, NXB Giáo dục Việt Nam [3] Ngô Hồng Quang, “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV”, NXB Khoa học kĩ thuật [4] ThS.Phạm Ngọc Dương , Giáo trình chiếu sáng [5] PGS.TS Đặng Văn Đào-Lê Văn Doanh,TS Nguyễn Ngọc Mỹ, “Thiết bị hệ thống chiếu sáng”, NXB Giáo dục [6] Võ Viết Đạm, “ Giáo trình kỹ thuật điện cao áp” [7] ThS.Ngô Minh Khoa , Bài giảng an toàn điện GVHD: TS.Trương Minh Tấn SVTH: Bùi Duy Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 88 ... giao đề tài: ? ?Thiết kế cung cấp điện cho nhà A5 – Trường đại học Quy Nhơn? ?? Đề tài thực bổ ích cho em, giúp em tìm hiểu nghiên cứu cách sâu sắc toàn diện hệ thống cung cấp điện tịa nhà Đó tập dượt... Phương Lớp : ĐKT_K32B Trang 35 Đồ án môn hệ thống cung cấp điện Nhận xét: Thấy tối ưu, sử dụng kết phần mềm để tính toán cho phần sau đồ án thiết kế Chọn phương án nhanh, kết xác, thay đổi nhiều loại... Mục thiết kế chiếu sáng nội thất · Quick Planing: Thiết kế nhanh dự án · Professional Quick Planing: Thiết kế nhanh chuyên nghiệp dự án · Quick Street Planing: Thiết kế nhanh dự án chiếu sáng