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 NAMTRƯỜNG 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

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

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 nh căn hộ, công suất

tiêu thụ mỗi hộ có diện tích tiêu chuẩn 70m2 là p0, 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 pocs2=0,03 W/m 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; cos 0,65

- 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

= P0[1+a(t-t0) Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM=4280h/năm; Hệ số

chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c=1800đ/kWh; Giá mua điện

gm=1000 đ/kWh; Giá bán điện gb=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

Nhi m v thi t k ện ụ thiết kế ết kế ết kế

I Thuy t minhết minh

1 Tính toán nhu c u ph t iầu phụ tải ụ tải ải

1.1 Ph t i sinh ho tụ tải ải ạt

1.2 Ph t i đ ng l cụ tải ải ộng lực ực

1.3 Ph t i chi u sángụ tải ải ết minh

1.4 T ng h p ph t iổng hợp phụ tải ợp phụ tải ụ tải ải

2 Xác đ nh s đ cung c p đi nịnh sơ đồ cung cấp điện ơ đồ cung cấp điện ồ cung cấp điện ấp điện ện

2.1.Ch n v trí đ t tr m bi n ápọn vị trí đặt trạm biến áp ịnh sơ đồ cung cấp điện ặt trạm biến áp ạt ết minh

2.2.L a ch n các phực ọn vị trí đặt trạm biến áp ươ đồ cung cấp điệnng án (so sánh ít nh t 2 phấp điện ươ đồ cung cấp điệnng án)

-S đ m ng đi n bên ngoàiơ đồ cung cấp điện ồ cung cấp điện ạt ện

-S đ m ng đi n trong nhàơ đồ cung cấp điện ồ cung cấp điện ạt ện

3 Ch n s lọn vị trí đặt trạm biến áp ố lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây ượp phụ tảing và công su t máy bi n áp và ch n ti t di n dây ấp điện ết minh ọn vị trí đặt trạm biến áp ết minh ện

d nẫn

3.1.Ch n s lọn vị trí đặt trạm biến áp ố lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây ượp phụ tảing và công su t máy bi n ápấp điện ết minh

3.2.Ch n ti t di n dây d nọn vị trí đặt trạm biến áp ết minh ện ẫn

4 Tính toán ch đ m ng đi nết minh ộng lực ạt ện

4.1.T n th t đi n ápổng hợp phụ tải ấp điện ện

4.2.T n th t công su tổng hợp phụ tải ấp điện ấp điện

4.3.T n th t đi n năngổng hợp phụ tải ấp điện ện

5 Thi t k m ng đi n c a m t căn hết minh ết minh ạt ện ủa một căn hộ ộng lực ộng lực

5.1.S đ b trí thi t b gia d ngơ đồ cung cấp điện ồ cung cấp điện ố lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây ết minh ịnh sơ đồ cung cấp điện ụ tải

5.2.Ch n thi t b c a m ng đi n căn họn vị trí đặt trạm biến áp ết minh ịnh sơ đồ cung cấp điện ủa một căn hộ ạt ện ộng lực

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 khuynhhướng 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,vậnhành an toàn và kinh tế.Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụluôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nóthoả 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 phụtải

 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 ápnhỏ 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 trongtương lai,giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan của công trình

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 hoạt1.2 Phụ tải động lực1.3 Phụ tải chiếu sáng1.4 Tổng hợp phụ tải2Xác 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 dẫn3.1.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

Hình1.1 Sơ đồ mặt bằng của một tầng của chung cư

1-Tủ phân phối của tầng

1.Lý luận chung

Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tảisinh hoạt (gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực, trong đó tỉ lệ phụ tải sinhhoạt luôn luôn chiếm tỉ lệ lơn hơn so với phụ tải động lực Phụ tải còn phụthuộc 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:

kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1

P0 – 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;

ni – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);

khi –hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn

Ftc (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn): khi= 1+(Fi-Ftc).0,01

Fi – diện tích của căn hộ loại i, m2;

Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bịdịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thôngthoáng v.v Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư đượcxác định theo biểu thức sau:

Pđl = knc.dl(Рtm + Pvs.kt) ,

Trong đó:

Pđl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;

knc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;

Ptm - công suất tính toán của các thang máy;

Pvs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật

Công suất tính toán của các thang máy Ptm  , được xác định theo biểu thức:

knc.tm – hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo [bảng 2.pl];

пct – 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 củachúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

P tm=Pn tm√ε

Trong đó:

Pn.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW;

 - hệ số tiếp điện của thang máy ( = 0,6, theo đề bài)

Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm

 Số hộ/tầng là: nh.t = 4+ 2 + 2 = 8

Tổng số căn hộ: Nhộ = ntầng.nh.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 t0 = 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng:

P1=P0.[1+a(t-t0)]

Trong đó:

P0-phụ tải năm cơ sở t0;

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: Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bìnhcủa hộ gia đình là:

P0 = 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 chiếusáng trong nhà… các thiết bị điện nhóm này tính theo suất tiêu thụ điện năng

Số lượng và công suất máy bơm, kWCấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa

2x16+4x5,6+4x1,2 2×5,5 2×4, 5 25+16

- Loại 2: phụ tải thông thoáng và làm mát Ta tìm tổng lượng khí cần thông giótrong một giờ để chọn loại quạt phù hợp, rồi từ công suất quạt gió ta suy ra côngsuất phụ tải.

Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:

Xác định phụ tải sinh hoạt của toà nhà chung cư :

khi- hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn);

1 Phụ tải thang máy:

Trước hết ta cần quy giá trị công suất của các thang máy về chế độ làm việc dài hạn

Thang máy có công suất nhỏ:

cư được xác định theo biểu thức:

Pđl = knc.đl(Рtm + Pvs.kt) Trong đó:

Pđl- công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;

knc.đl- hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;

tm

P - công suất tính toán của các thang máy;

tm

P - công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật;

Công suất tính toán của trạm bơm

STT Chức năng Số lượng Công suất (kW) Tổng

Cấp nước sinhhoạt



nb- tổng số bơm sử dụng

knc: Hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật (bơm), được xác định theo bảng 3.pl;

Tổng số máy bơm là 22, chia làm 4 nhóm;

Tiếp tục dùng nội suy lagrange ta có :

Pbơm 4 = knc4 Pbom.i.ni = 1.(25 + 16) = 41 kW

Bảng 1.7 Công suất cua bơm

Cấp nước sinh hoạt

Tổng hợp 4 nhóm này ta sẽ có phụ tải tính toán của trạm bơm:

Ta có số nhóm máy bơm là n = 4 vậy tra bảng 4.pl có knc = 0,8

Pbơm = knc Pbom.i= 0,8.101,92 = 81,536 kW

Ta tổng hợp phụ tải trạm bơm và thang máy bằng phương pháp số gia

Vì Pbơm > Ρ tm∑ ¿ ¿ và mạng điện đang xét là mạng hạ áp

Vậy nên phụ tải động lực:

Pđl = Pbơm + ¿ ¿ = 81,536 +

0,04 54,597

0, 41 54,597 5

Chiếu sáng trong nhà đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải

sinh hoạt, đã có nhân với hệ số kcc (lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt)

Chiếu sáng bên ngoài: Theo đề bài thiết kế chiếu sáng ngoài trời với

tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là

pocs2=0,03 kW/m

Pcs = pocs.l

Trong đó:

+ p0 là suất phụ tải chiếu sáng [W/m] (đã cho pocs2=0,03 kW/m)

+ l Tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời l = N×H×5 = 18×3,8×5 = 342[m]

Công suất cần cho chiếu sáng:

Pcs = 342.0,03 = 10,26 kW;

1.4 Tổng hợp phụ tải

Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh hoạt được xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm động lực được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu sáng

- Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu

Tổng hợp phụ tải phụ tải sinh hoạt và chiếu sáng bằng phương pháp số gia:

Ptt = Pđl + [ (P∑ 1

5 )0 ,04−0,41].P∑1

= 119,22 +

0,04 111,94

0, 41 111,94 5

Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải cho trong bảng 1.3 sau

Bảng 1.3 Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải

Nhóm phụ tải Thang máy Bơm Sinh hoạt Chiếu sángCông suất ,kW 54,597 81,536 105,587 10,26

Hệ số công suất của máy bơm nước công nghiệp,của hộ gia đình có sử dụng bếpgas lần lượt tra [bảng 13.pl] và [bảng 9.pl] , hệ số công suất của phụ tải chiếu sáng lấy bằng 1

Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực:

cos ϕ dl =

∑P idl .cos ϕ idl

54,597.0,65 81,536.0,8 54,597 81,536

¿

¿

=

200, 08 0,85 = 235,88 kVA

Q = √S2−P2 = 2 2

1.5Tính toán bù công suất

Công suất phản kháng của chung cư là:

Q = 119 kVAr; Tanφ1 = 0,539; Cosφ1 = 0,88

Công suất cần thiết để nâng cấp hệ số công suất lên giá trị Cosφ2 = 0,9; Tanφ = 0,484

Qb = Ptt.(Tanφ1 – Tanφ2) = 200,08.(0,539 – 0,484) = 11 kVAr.

Nhận xét:Từ kết quả tính toán ta thấy công suất của phụ tải dộng lực lớn

hơn rất nhiều so với phụ tải chiếu sáng và phụ tải sinh hoạt.Hệ số công suất của phụ tải động lực nhỏ nhất vì chúng tiêu thụ một lượng công suất phản

kháng lớn.Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ

13

11

4

6 9 7

8

1P

3P 2P 21

23 23

18 1

19

10 2 3

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 ki thuật tâng hầm và 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;14- cầu 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 sáng

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA)

Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân Trạm biến áp cũng có thể đặt

ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà Phương án đặt trạm biến áp ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu ý đến hệthống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âm tốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong công trình công cộng 20 TCN 175 1990 Trạm phải có tường ngăn cháy cách li với phòng kề sát và phải có lối ra trực tiếp Trong trạm có thể đặt máy biến áp (MBA) có hệ thống làm mát bất kì

Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm Vì những lý do sau:

+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ

+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người

+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra

2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

Phương án A

2.2 Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

1 2 3

2.2.1 Phương án A

a Sơ đồ mạng điện bên ngoài:

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phânphối đầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị cácthiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phốiphụ thuộc vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện củacửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tincậy 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 có thể áp dụng sơ

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 sửdụng 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 cấp điệncho các thang máy, thiết bị cửu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác Khixảy ra sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽđược chuyển sang mạch của đường dây lành Như vậy các đường dây cung câpđiện 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 cungcấp lên ba, thậm chí hơn ba lộ Ở sơ đồ này đường dây thứ nhất sẽ đóng vai trò

dự phòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây thứ hai - làm dựphòng cho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây thứ ba làm dự phòng chođường dây thứ nhất

b.Sơ đồ mạng điện trong nhà:

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; 3 – aptomat

tổng; 4 − 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 chiếu sáng sự cố ; 12 – tủ

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 cấpcho 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 cungcấp điện liên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A

1 2 3

1,2,3 - Đường dây cung cấp chính.

4,5,6 - Tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch

b Sơ đồ mạng điện bên trong:

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

3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ; Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định.

3.1.1 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

Ta tiến hành so sánh giữa hai phương án

+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV

+ Phương án 2 dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV

Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có =

32Ω.m/mm2 cho trước một giá trị x0 0,4 / km Hao tổn điện áp cho phép

∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,5 –1,084.10-3= 1,4989 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:

Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 22kV phải

là 25 mm2 vậy ta chọn cáp 25mm2 có r01 = 1,24 và x01=0,135 theo [bảng 23.pl]Hao tổn điện áp thực tế

∆Ur2% = ∆Ucp2% - ∆Ux2% = 1,5 – 3,81.10-3 % =1,496 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo

Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải

là 16 mm2 vậy ta chọn cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo 16 mm2 có r0.2 = 1,94 và

Vậy:

∆A1 =

3 0

200,08 124,92

.1, 24.100.2886.10 22

c- Giá thành tổn thất điện năng c= 1800đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 25mm2 là v01 = 1321.106 đ/km (tra bảng 33.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31.pl với đường dây cao áp kkh% = 2,5%

200,08 124,92

.1, 24.100.2886.10 10

Trong đó: c- Giá thành tổn thất điện năng c= 1800đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 16mm2 là v01 = 735.106 đ/km [trabảng 33.pl]

Vậy chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

Z1 = p.v0.l∑ + C∆A =0,135.735.106.0,105 + 228,382.103 = 10,647 106 đ

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây cao áp

3.1.2 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòngthông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồnchính từ máy biến áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại

Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở cáctầng Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nócòn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thangmáy, hệ thống bơm…

Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 39 m, trong tổng số hao tổnđiện áp cho phép 7% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng Ucf1 4%

- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng Ucf 2 1,5%

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình Ucf 3 1,5%

Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện 54m.mm /2 

Sơ bộ chọn x0 0,1 / km, xác định thành phần hao tổn điện áp phảnkháng

∆Ur1% = ∆Ucf1% - ∆Ux1% = 4 – 0,245 = 3,755 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho tủ phân phối tổng được xác định theo biểu thức

200,08.39.10 54.3,755.380 = 22,397 mm2

Vậy ta chọn cáp đồng(Cu) XLPE-35 mm2 có r0= 0,52 và x0= 0,064

Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp

3.1.3 Chọn dây dẫn đến các tầng

Có thể thực hiện theo 2 phương án: 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:

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:

Ur2% =Ucp2- Ux2% = 1,5-0,0124 =1,4876 %

Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầnglà:

F2 =

Ptâng l2.105

γ ΔUU r 2 U2 =

5 2

9, 26.64,8.1054.1, 4876.380 = 5,33 mm2

Ta chọn cáp hạ áp XLPE có tiết diện 10 mm2 có r01 = 1,84 và x01 =0,073



.64,8.100

= 0,7976% < 1,5%

Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.

b Phương án 2: Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng

Sơ đồ đường dây lên các tầngCoi đường dây lên các tầng có phụ tải phân phối đều

∆Ux2% =

Q Σ sh x0.l22.U2 100Trong đó Qsh

 - tổng công suất phản kháng tính toán của phụ tải sinh hoạt

Qsh = Psh.tgsh= 105,587.0,29=35,65 kVAr;

Vây: ∆Ux2% =

Q Σ sh x0.l22.U2 100 = 2

35, 65.0,1.68, 4

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Ur2% =Ucp2- Ux2% = 1,5-0,08 =1,42%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

68, 4 105,587 .10

2 54.1, 42.380 = 35,97mm2

Ta chọn cáp hạ áp XLPE-50 có tiết diện 50 mm2 có r01 = 0,37 và x01 =0,063

/ km

Hao tổn điện áp thực tế:

.1,84.633,6.2886.10-6 = 2025 kWh

Chi phí do tổn thất là:

C∆A = c∆.∆A1 =1800.2025 = 3,645.106 đ

Trong đó:

c- Giá thành tổn thất điện năng c= 1800đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-10 là v01 = 271.106 đ/km (tra bảng 32.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6%

200, 28 124,92

.0,063.68, 4.2886.10 2.0,38





= 1377,5kWh

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây đến các tầng

3.1.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy

- Với thang máy có công suất lớn (P =16 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 80m, ta có hệ số costm 0,65.Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,5%

Công suất phản kháng của thang máy là

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Ur3% =Ucp3- Ux3% = 1,5-0,08 = 1,42%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

Ta chọn cáp hạ áp XLPE-16 có tiết diện 16 mm2 có r03 = 1,25 và x03 =0,07

- Với thang máy có công suất nhỏ (P =5,809 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 80m, ta có hệ số costm 0,65.Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,5%

Công suất phản kháng của thang máy là

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Ur3% =Ucp3- Ux3% = 1,5−0,027 =1,473%

2 3