Đồ án cung cấp điện: Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn

Đồ án cung cấp điện 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 12 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 Trần Quang Khánh tôi đã hoàn thành được đồ án môn học . Thời gian thực hiện:10/02/2010-02/6/2010 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 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 ba 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. 1 Đồ án cung cấp điện - 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 =2500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm; Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M =3950h/năm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c ∆ =1000đ/kWh; Giá mua điện g m =520 đ/kWh; Giá bán điện g b =820đ/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. A lphabe S ố tầng L ,m Số hộ/tầng, n h ứng với diện tích m 2 /hộ Số lượng và công suất thang máy, kW Số lượng và công suất máy bơm, kW 7 0 1 00 1 20 N hỏ L ớn Cấp nước sinh hoạt T hoát B ể bơi C ứu hỏa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 N 1 2 1 15 2 4 2 3 x7,5 2 x25 2x30+6x6,5 +6x1,2 4 x4,8 2 x10 2 0+25 2 Đồ án cung cấp điện 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. Chọn thiết bị điện 4.1.Tính toán ngắn mạch 4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp 4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường v.v.) 4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ 5. Tính toán chế độ mạng điện 5.1.Tổn thất điện áp 5.2.Tổn thất công suất 5.3.Tổn thất điện năng 6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ 6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng 3 Đồ án cung cấp điện 6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ 7. Tính toán nối đất 8. Hoạch toán công trình 9. Phân tích kinh tế tài - chính II. Bản vẽ 1. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 2. Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 3. Sơ đồ mạng điện của một căn hộ 4. Sơ đồ nối đất 5. Các bảng số liệu tính toán 4 Đồ án cung cấp điện Mục lục ĐỀ BÀI 1 Nhiệm vụ thiết kế 3 Mục lục 5 A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 6 1.Giới thiệu chung 6 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. 6 2. Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện: 6 Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 12 tầng với đầy đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án như sau: 7 B.THỰC HIỆN 8 I.THUYẾT MINH 8 1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 8 1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư 11 1.2 Xác định phụ tải động lực 15 2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 22 Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 23 2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA) 23 2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) 24 3. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN 31 3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 31 3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 44 4.CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 53 4.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp 53 4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp 57 4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối phía hạ áp 57 4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của động cơ 66 5. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 68 5.1 Tổn thất điện điện áp 68 5.2 Tổn thất công suất-tổn thất điện năng 68 6.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ 72 7.TÍNH TOÁN NỐI DẤT 77 8.HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 82 9. PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 87 II.BẢN VẼ 92 1-Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 92 2-Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 93 3-Sơ đồ mạng điện căn hộ 95 4-Sơ đồ nối đất 96 5-Bảng số liệu tính toán 97 5 Đồ án cung cấp điện 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. 6 Đồ án cung cấp điện Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 12 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. Chọn thiết bị điện 4.1.Tính toán ngắn mạch 4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp 4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường v.v.) 4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ 5. Tính toán chế độ mạng điện 5.1.Tổn thất điện áp 5.2.Tổn thất công suất 7 Đồ án cung cấp điện 5.3.Tổn thất điện năng 6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ 6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng 6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ 7. Tính toán nối đất 8. Hoạch toán công trình 9. Phân tích kinh tế tài - chính II.Bản vẽ 1.Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 2.Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 3.Sơ đồ mạng điện của một căn hộ 4.Sơ đồ nối đất 5.Các bảng số liệu tính toán B.THỰC HIỆN I.THUYẾT MINH 1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 8 Đồ án cung cấp điện 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. Bảng 1.1 Số liệu thiết kế ban đầu 9 Đồ án cung cấp điện Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm 10 Al phabe S ố tầng L ,m Số hộ/tầng, n h ứng với diện tích m 2 /hộ Số lượng và công suất thang máy, kW 7 0 1 00 1 20 N hỏ L ớn 1 2 3 4 5 6 7 N 1 2 1 15 2 4 2 3 x7,5 2 x25 Số lượng và công suất máy bơm, kW Cấp nước sinh hoạt T hoát B ể bơi Cứu hỏa 8 9 1 0 11 2x30+6x6,5+ 6x1,2 4 x4,8 2 x10 20+25 [...]... tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn); khi = 1 + (Fi – Ftc).0,01 Fi- diện tích căn hộ loại i, m2; 12 Đồ án cung cấp điện kcc- hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức kcc = 1,05); kđt- hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl; Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn nên theo bảng 10.pl... 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 21 Đồ án cung cấp điện 2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng 22 Đồ án cung cấp điện. .. mạch 28 Đồ án cung cấp điện B.2 Sơ đồ mạng điện bên trong 29 Đồ án cung cấp điện Hình 2.6 Sơ đồ trục nhất cung cấp điện cho 4 tầng trên,trục thứ 2cung cấp điện cho 8 tầng phía dưới 30 Đồ án cung cấp điện 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... 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 Hình 2.5 Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng 1,2,3 -đường dây cung cấp chính 4,5,6-tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch 28 Đồ án cung cấp. .. sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu: + Độ tin cậy + Tính kinh tế + An toàn 25 Đồ án cung cấp điện Hình 2.3.Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng 1,2-đường dây cung cấp chính 3,4-tủ phân phối 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. .. 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 24 Đồ án cung cấp điện Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao trung bình... 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 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. .. tầng; phương án 2 – sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho 4 tầng bên trên,trục thứ hai cung cấp điện cho 8 tầng dưới 33 Đồ án cung cấp điện a-Phương án 1 Hình 3.1Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 1 Vì sơ đồ gồm 2 trục ta tính toán như sau: +Đối với trục thứ nhất l11 = 3,8.11 = 41,8 m Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 22,617 kVAr; (theo 1.1) Thành phần của hao tổn điện áp:... sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố A.2 Sơ đồ mạng điện trong nhà Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiện với các đường trục đứng Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặt các đường trục đứng 26 Đồ án cung cấp điện Hình 2.4Sơ đồ trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng 27 Đồ án cung cấp điện Phương án B B.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài Sơ đồ mạng điện. .. án cung cấp điện thoáng….Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung 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; PtmΣ - công suất tính toán của các thang máy; PtmΣ - công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật; Công suất tính toán của trạm