Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng

Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có nh căn hộ, công suất tiêu thụ mỗi hộ có diện tích tiêu chuẩn 70m2 là p0, kWhộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H = 3,8m. Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng năm lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là pocs2=0,03 Wm. Khoảng cách từ nguồn đấu điện đến tường của tòa nhà là L, mét. Toàn bộ chung cư có ntm thang máy, công suất mỗi thang máy với hệ số tiếp điện là =0,6; Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt; thoát nước; cứu hỏa; bể bơi. Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24 h; Suất thiệt hại do mất điện là: gth=4500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm.Phụ tải tăng theo hàm tuyến tính P1= P01+a(tt0) Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM=4280hnăm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: =1800đkWh; Giá mua điện gm¬=1000 đkWh; Giá bán điện gb=1500đkWh. Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng. Số tầng 70 100 200 Nhỏ Lớn Cấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa H,m TM,h L,m 18 4 2 2 3×7,5 3×16 2×16+4×5,6+4×1,2 2×5,5 2×4,5 25+16 3,8 4500 100

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG MÔN: ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng Giảng viên hướng dẫn: Th.s. Phạm Mạnh Hải Sinh viên thực hiện: Đinh Anh Tuấn Lớp D6-Dcn2 Hà Nội, tháng 1 năm 2015 Đồ án cung cấp điện 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước , nghành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng .ngày nay điện năng trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực .Khi xây dựng một khu công nghiệp mới , một nhà máy mới , một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó . Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá , nghành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắn,các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được xây dựng.Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đã học tại khoa Hệ Thống Điện - Trường Đại Học Điện Lực,tôi đã nhận được đề tài thiết kế đồ án môn học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 18 tầng. Đồ án môn học này đã giúp tôi hiểu rõ thêm về công việc thực tế của một kĩ sư hệ thống điện,hay chính là công việc sau này của bản thân . Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Mạnh Hải em đã hoàn thành được đồ án môn học . Hà Nội ngày 07 tháng 1 năm 2015 Sinh viên Đinh Anh Tuấn Đồ án cung cấp điện 2 Sinh viên; Đinh Anh Tuấn Thời gian thực hiện:10/12/2014-10/1/2015 ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có n h căn hộ, công suất tiêu thụ mỗi hộ có diện tích tiêu chuẩn 70m 2 là p 0 , kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H = 3,8m. Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng năm lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là p ocs2 =0,03 W/m. Khoảng cách từ nguồn đấu điện đến tường của tòa nhà là L, mét. - Toàn bộ chung cư có n tm thang máy, công suất mỗi thang máy với hệ số tiếp điện là ε =0,6; cos 0,65ϕ = - Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt; thoát nước; cứu hỏa; bể bơi. Thời gian mất điện trung bình trong năm là t f =24 h; Suất thiệt hại do mất điện là: g th =4500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm.Phụ tải tăng theo hàm tuyến tính P 1 = P 0 [1+a(t-t 0 ) Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M =4280h/năm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c ∆ =1800đ/kWh; Giá mua điện g m =1000 đ/kWh; Giá bán điện g b =1500đ/kWh. Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng. Số tầng 70 10 0 200 Nhỏ Lớn Cấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa H, m T M ,h L,m 18 4 2 2 3×7,5 3×16 2×16+4×5,6 +4×1,2 2×5,5 2×4,5 25+ 16 3,8 4500 100 Đồ án cung cấp điện 3 Nhiệm vụ thiết kế I. Thuyết minh 1. Tính toán nhu cầu phụ tải 1.1 Phụ tải sinh hoạt 1.2 Phụ tải động lực 1.3 Phụ tải chiếu sáng 1.4 Tổng hợp phụ tải 2. Xác định sơ đồ cung cấp điện 2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp 2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) -Sơ đồ mạng điện bên ngoài -Sơ đồ mạng điện trong nhà 3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn 3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp 3.2.Chọn tiết diện dây dẫn 4. Tính toán chế độ mạng điện 4.1.Tổn thất điện áp 4.2.Tổn thất công suất 4.3.Tổn thất điện năng 5. Thiết kế mạng điện của một căn hộ 5.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng 5.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ Đồ án cung cấp điện 4 A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.Giới thiệu chung Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một tăng nhanh,các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất đô thị ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một khuynh hướng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho người dân. 2. Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật,vận hành an toàn và kinh tế.Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao. Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nó thoả mãn các yêu cầu sau:  Tính khả thi cao  Vốn đầu tư nhỏ  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải  Chi phí vận hành hang năm thấp  Đảm bảo an toàn cho người dung và thiết bị.  Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện,nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏ nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức. Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong tương lai,giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan của công trình. Đồ án cung cấp điện 5 Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 18 tầng với đầy đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án như sau: I.Thuyết minh 1.Tính toán nhu cầu phụ tải 1.1 Phụ tải sinh hoạt 1.2 Phụ tải động lực 1.3 Phụ tải chiếu sáng 1.4 Tổng hợp phụ tải 2Xác định sơ đồ cung cấp điện 2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp 2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) -Sơ đồ mạng điện bên ngoài -Sơ đồ mạng điện trong nhà 3.Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn 3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp 3.2.Chọn tiết diện dây dẫn 4. Tính toán chế độ mạng điện 4.1.Tổn thất điện áp 4.2.Tổn thất công suất 4.3.Tổn thất điện năng 5.Thiết kế mạng điện của một căn hộ 5.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng 5.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ Đồ án cung cấp điện 6 B.THỰC HIỆN I.THUYẾT MINH 1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI Hình1.1 Sơ đồ mặt bằng của một tầng của chung cư 1-Tủ phân phối của tầng M 1 -Căn hộ có diện tích 70 m 2 M 2 -Căn hộ có diện tích 100 m 2 M 3 -Căn hộ có diện tích 120 m 2 Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm cả chiếu sang) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ lệ phần lớn hơn so với phụ tải động lực. 1.Lý luận chung Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực, trong đó tỉ lệ phụ tải sinh hoạt luôn luôn chiếm tỉ lệ lơn hơn so với phụ tải động lực. Phụ tải còn phụ Đồ án cung cấp điện 7 thuộc vào mức độ của các trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại sau: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại thấp. Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức sau: ∑ = = N i hiiđtccsh knPkkP 1 0 Trong đó: k cc – hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong toà nhà (lấy bằng 5%, tức là k cc =1,05); k đt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1 P 0 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo [bảng 10.pl], kW/hộ (phụ lục); N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích; n i – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau); k hi –hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn F tc (tăng thêm 1% cho mỗi m 2 quá tiêu chuẩn): k hi = 1+(F i -F tc ).0,01 F i – diện tích của căn hộ loại i, m 2 ; Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thông thoáng v.v. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức sau: P đl = k nc.dl (Р tm ∑ . + P vs.kt ) , Trong đó: P đl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW; k nc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9; P tm ∑ - công suất tính toán của các thang máy; P vs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật. Công suất tính toán của các thang máy P tm ∑ , được xác định theo biểu thức: ∑ = Σ ct i n tmtmnctm PkP 1 . Trong đó: Đồ án cung cấp điện 8 k nc.tm – hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo [bảng 2.pl]; п ct – số lượng thang máy; Р tmi – công suất của thang máy thứ i, kW. Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức: ε tmntm PP . = Trong đó: P n.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW; ε - hệ số tiếp điện của thang máy (ε = 0,6, theo đề bài) Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm → Số hộ/tầng là: n h.t = 4+ 2 + 2 = 8. Tổng số căn hộ: N hộ = n tầng .n h.t = 18.8 = 144 hộ 1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại t 0 = 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng: P 1 =P 0 .[1+a(t-t 0 )] Trong đó: P 0 -phụ tải năm cơ sở t 0 ; a-suất tăng phụ tải hàng năm, Phụ tải tính toán sẽ là phụ tải cực đại ở năm cuối của chu kỳ thiết kế.Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như sau: Đồ án cung cấp điện 9 Số lượng và công suất máy bơm, kW Cấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa 10 2 2 2 2x16+4x5,6+4x1,2 2×5,5 2×4, 5 25+16 Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình là: P 0 = 11 kW/hộ Ta chia phụ tải sinh hoạt thành 2 nhóm có tính chất khác nhau để tính toán: - Loại 1: phụ tải gia dụng có trong các căn hộ: bếp gas, tivi, tủ lạnh, đèn chiếu sáng trong nhà… các thiết bị điện nhóm này tính theo suất tiêu thụ điện năng. - Loại 2: phụ tải thông thoáng và làm mát. Ta tìm tổng lượng khí cần thông gió trong một giờ để chọn loại quạt phù hợp, rồi từ công suất quạt gió ta suy ra công suất phụ tải. Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức: trongđó: P 0 = 11 kW/hộ : suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình có sử dụng bếp gas; N- số căn hộ có cùng diện tích; n i - số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau); n 1 -số căn hộ 70 m 2 là 18.4 = 72 hộ; n 2 -số căn hộ 100 m 2 là 18.2 = 36 hộ; n 3 -số căn hộ 120 m 2 là 18.2 = 36 hộ; Theo [bảng 10.pl] -Giáo trình Hệ Thống cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh thì ứng với nội thành thành phố lớn ,suất tiêu thị trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas là P 0 =1,83 kW/hộ; Xác định phụ tải sinh hoạt của toà nhà chung cư : P sh = k cs .k dt .P 0 . ∑ = N i hii kn 1 . = k cs .k dt .P 0 .(n 1. k h1 +n 2. k h2 +n 3 .k h3 ) k hi - hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn F tc tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m 2 quá tiêu chuẩn); k hi = 1 + (F i – F tc ).0,01 F i - diện tích căn hộ loại i, m 2 ; Đồ án cung cấp điện 10 [...]... đường dây cung cấp điện cho các căn hộ; 5 – điểm đấu của các thiết bị dịch vụ chung; 6 – đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang; 7 – đường dây cung cấp cho mạng chiếu sáng bên ngoài; 8 – đường dây cung cấp cho mạng chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho; 9 – đường dây cung cấp cho các thiết bị động lực, thang máy; 10 – công tơ điện năng tác dụng; 11 – cung cấp điện cho mạng... 2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Đồ án cung cấp điện 16 Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 18 1-cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau;2-cơ cấu chuyển mạch;3-áptomat tổng;4-đường dây cung cấp điện cho căn hộ;5-điểm đấu dây của các thiết bị dịch vụ chung; 6-đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang;7-đường dây cung cấp chomạng điên bên ngoài;8-đường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng... nhất sẽ đóng vai trò dự phòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây thứ hai - làm dự phòng cho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây thứ ba làm dự phòng cho đường dây thứ nhất Đồ án cung cấp điện 19 b.Sơ đồ mạng điện trong nhà: Đồ án cung cấp điện 20 24 Đồ án cung cấp điện 21 Hình 2.1: Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 18 tầng 1 - Cáp vào nhà, dự phòng tương hỗ cho nhau; 2 – cơ cấu chuyển mạch;... phương án 1 – mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập; phương án 2 – chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng a Phương án 1:Mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập Tính toán cho tầng cao nhất là tầng 18: Đồ án cung cấp điện 28 Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 18 là: L2 = 3,8.18 = 68,4 m Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 2,6854 kVAr Thành phần của hao tổn điện áp: Qtâng x0... các thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộc vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao là 18 tầng. .. cơ cấu chuyển mạch Đồ án cung cấp điện 22 b Sơ đồ mạng điện bên trong: Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập) Nhận xét:Có rât nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư nhưng tôi quyết định đưa ra hai phương án trên vì đây là toà nhà có độ cao trung bình nếu sử dụng phương án sơ dồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra Đồ án cung cấp điện 23 3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ... cung cấp điện cho các thang máy, thiết bị cửu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác Khi xảy ra sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ được chuyển sang mạch của đường dây lành Như vậy các đường dây cung câp điện phải được lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố Đối với tòa nhà 18 tầng có nhiều đơn nguyên, cần tăng thêm số đường dây cung cấp. .. 2.2.2 Phương án B a Sơ đồ mạng điện bên ngoài: Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho cả chung cư, động lực và chiếu sáng Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấp điện liên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A 4 5 6 1 2 3 1,2,3 - Đường dây cung cấp chính 4,5,6 - Tủ phân phối... cung cấp điện 18 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu: + Độ tin cậy + An toàn + Tính kinh tế 4 5 6 1 2 3 1,2,3 - Đường dây cung cấp chính 4,5,6 - Tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầu thang, chiếu sáng bên ngoài…) còn đường dây kia dùng để cung. .. kho;9-đuòng dây cung câpcho các thiết bị động lực,thang máy;10-công tơ điện năng tác dụng;11 -cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố;12-tủ phân phối tầng; 13-dương trục đứng;14cầu dao;15-công tơ;16-aptốmat mạch điên căn hộ;17-áptomat đường trục đứng;18-đèn hiệu;19-cơ cấu chuyển mạch;20-tụ chống nhiễu;21-mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang;22-tế bào quang điện; 23-role thời gian;24-bảng điện chiếu . đồ án môn học . Hà Nội ngày 07 tháng 1 năm 2015 Sinh viên Đinh Anh Tuấn Đồ án cung cấp điện 2 Sinh viên; Đinh Anh Tuấn Thời gian thực hiện:10/12/201 4-1 0/1/2015 ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện. kháng lớn.Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ. 2. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Đồ án cung cấp điện 16 Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 18 1-cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau;2-cơ. ngoài; 8- ường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng ki thuật tâng hầm và kho; 9- uòng dây cung câpcho các thiết bị động lực,thang máy;10-công tơ điện năng tác dụng;11 -cung cấp điện cho mạng điện