Thiết kế cung cấp điện cho trường trung học phổ thông

MỤC LỤC CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2 1.1 GIỚI THIỆU 2 1.2 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRƢỜNG HỌC 3 CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT TÍNH TOÁN 4 2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 4 2.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TRƢỜNG HỌC 9 2.2.1 CHIA NHÓM CÁC PHỤ TẢI TRONG TRƢỜNG HỌC 9 2.2.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐẶT CỦA TỪNG NHÓM 11 Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng và quạt nhóm 1: 30 Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng và quạt nhóm 2: 44 Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng và quạt nhóm 3 59 Tổng Kết Công Suất Đặt Của Các Nhóm Phụ Tải: 65 2.2.3 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA TRƢỜNG HỌC 66 CHƢƠNG 3: CHỌN PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG HỌC 71 3.1 CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN. 71 3.2 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG HỌC 75 Sơ Đồ Tổng Quát Của Trƣờng Học. 75 Sơ Đồ Mặt Bằng Đi Dây Tổng Thể 76 Sơ đồ mặt bằng đi dây khối thực hành: 77 Sơ Đồ Mặt Bằng Đi Dây Khối Phòng Học: 81 CHƢƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆN 84 4.1 CHỌN DÂY DẪN 84 4.1.1 PHƢƠNG PHÁP LỰC CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN. 84 4.1.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN. 88 4.1.3 KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP 102 4.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 110 4.3 CHỌN CB (APTOMAT) 113 4.3.1 TỔNG TRỞ MẠNG ĐIỆN. 113 4.3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 115 4.3.3 LỰA CHỌN CB. 119 Sơ Đồ Nguyên Lý: 126 ĐỒ ÁN 2A 1 CHƢƠNG 5: CHỐNG SÉT 127 5.1 TÍNH TOÁN CHIỀU CAO CỘT THU SÉT 127 5.2 CHỌN CÁP DẪN SÉT 132 5.3 HỆ THỐNG TIẾP ĐẤT CHỐNG SÉT 132 5.3.1 Tóm Tắt Lý Thuyết Về Nối Đất Chống Sét 132 5.3.2 Thiết Kế Nối Đất Cho Trƣờng Học 135 KẾT LUẬN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 ĐỒ ÁN 2A 2 CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 GIỚI THIỆU Trƣờng học trung học phổ thông có khu nhà chính gồm ba tầng, mỗi tầng có các phòng học , phòng dành cho giáo viên , phòng dụng cụ hổ trợ việc học tập và giảng dạy, phòng thực hành Phụ tải chính của trƣờng học chủ yếu là phụ tải chiếu sáng và quạt, máy lạnh. Sau đây là diện tích của từng khu vực trong trƣờng học Tầng trệt bao gồm phòng học và phòng hành chánh tổng diện tích :2340 2 m Tầng một bao gồm các phòng học và phòng hành chánh tổng diện tích :2300 2 m Tầng hai bao gồm các phòng học và phòng hành chánh tổng diện tích :2300 2 m Diện tích sân trƣờng :2478 2 m Khu thực hành có diện tích :diện tích 775 2 m /1 lầu Sân tập thể thao :diện tích 600 2 m Sàn thi đấu :diện tích 600 2 m Nhà sử lý nƣớc cấp: diện tích 24 2 m Nhà sử lý nƣớc thải : diện tích 32 2 m Nhà xe học sinh : diện tích 480 2 m Nhà xe giáo viên: diện tích 240 2 m ĐỒ ÁN 2A 3 1.2 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TRƢỜNG HỌC ĐỒ ÁN 2A 4 CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT TÍNH TOÁN 2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Hiện nay có nhiều phƣơng pháp để tính phụ tải tính toán. Những phƣơng pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thƣờng kết quả không thật chính xác. Ngƣợc lại, nếu độ chính xác đƣợc nâng cao thì phƣơng pháp phức tạp. Vì vậy tùy theo giai đoạn thiết kế, yêu cầu cụ thể mà chọn phƣơng pháp tính cho thích hợp. Sau đây là một số phƣơng pháp thƣờng dùng nhất: 2.1.1 Xác Định Phụ Tải Tính Toán Theo Công Suất Đặt Và Hệ Số Nhu Cầu. Công thức tính: P tt = k nc .      Q tt =P tt .tg S tt =         =    Một cách gần đúng có thể lấy P đ =P đm. Do đó P tt =k nc .      Trong đó: P đi ,P đmi –công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW; P tt , Q tt , S tt –công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị,kW, kVAr, kVA; n – số thiết bị trong nhóm. Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo CT sau:                   Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thƣờng cho trong các sổ tay. Phƣơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ƣu điểm là đơn giản, thuận tiện, vì thế nó là một trong những phƣơng pháp đƣợc dùng rộng rãi. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu k nc tra đƣợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho trƣớc không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy. Mà hệ số ĐỒ ÁN 2A 5 k nc =k sd .k max có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu tố kể trên. Vì vậy, nếu chế độ vận hành và số thiết bị nhóm thay đổi nhiều thì kết quả sẽ không chính xác. 2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất . Công thức: P tt =p 0 .F Trong đó: P 0 - suất phụ tải trên 1m 2 diện tích sản xuất, kW/m 2 ; F- diện tích sản xuất m 2 ( diện tích dùng để đặt máy sản xuất ). Giá trị p 0 co thể tra đƣợc trong sổ tay. Giá trị p 0 của từng loại hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có. Phƣơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng , nên nó thƣờng đƣợc dùng trong thiết kế sơ bộ hay để tính phụ tải các phân xƣởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tƣơng đối đều, nhƣ phân xƣởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ôtô, vòng bi…. 2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Công thức tính: P tt =     Trong đó: M- số đơn vị sản phẩm đƣợc sản xuất ra trong 1 năm (sản lƣợng); w 0 - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đơn vị sp; T max - thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi nhƣ: quạt gió, bơm nƣớc, máy khí nén…. Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tƣơng đối trung bình. 2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình P tb (còn gọi là phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả n hq ). Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản đã nêu trên, hoặc khi cần nâng cao trình độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phƣơng pháp tính theo hệ số đại. ĐỒ ÁN 2A 6 Công thức tính: P tt =k max .k sd .P đm Trong đó: P đm - công suất định mức, W; k max , k sd - hệ số cực đại và hệ số sử dụng hệ số sử dụng k sd củacác nhóm máy có thể tra trong sổ tay. Phƣơng pháp này cho kết quả tƣơng đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả n hq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng nhƣ ảnh hƣởng của số lƣợng thiết bị trong nhóm,số thiết bị có công suất lớn nhất cũng nhƣ sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. Khi tính phụ tải theo phƣơng pháp này,trong một số trƣờng hợp cụ thể ma dùng các phƣơng pháp gần đúng nhƣ sau:  Trƣờng hợp n ≤ 3 và n hq < 4, phụ tải tính theo công thức: P tt =.      Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì: S tt =        Trƣờng hợp n > 3 và n hq < 4, phụ tải tính theo công thức: P tt =.        Trong đó: K pt - hệ số phụ tải của từng máy Nếu không có số liệu chính xác, có thể tính gần đúng nhƣ: K pt =0,9 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn K pt =0,75 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại  n hq > 300 và k sd < 0,5 thì hệ số cực đại k max đƣợc lấy ứng với n hq = 300. Còn khi n hq > 300 và k sd ≥ 0,5 thì: P tt =1,05.k sd .P đm  Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí,……) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình: ĐỒ ÁN 2A 7 P tt = P tn = k sd .P đm  Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng phân phối đều các thiết bị đó lên ba pha của mạng. 2.1.5 Phƣơng pháp tính tốn chiếu sáng: Có nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng như: - Liên Xô có các phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp hệ số sử dụng. + Phương pháp công suất riêng. + Phương pháp điểm. - Mỹ có các phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp quang thông. + Phương pháp điểm. - Còn ở Pháp thì có các phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp hệ số sử dụng. + Phương pháp điểm. và cả phương pháp tính toán chiếu sáng bằng các phầm mềm chiếu sáng. Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng gồm có các bước: 1/ Nghiên cứu đối tượng chiếu sáng. 2/ Lựa chọn độ rọi yêu cầu. 3/ Chọn hệ chiếu sáng. 4/ Chọn nguồn sáng. 5/ Chọn bộ đèn. 6/ Lựa chọn chiều cao treo đèn: Tùy theo: đặc điểm của đối tượng, loại công việc, loại bóng đèn, sự giảm chói, bề mặt làm việc. Ta có thể phân bố các đèn sát trần (h’=0) hoặc cách trần một khoảng h’. Chiều cao bề mặt làm việc có thể trên độ cao 0.8 m so với sàn (mặt bàn) hoặc ngay trên ĐỒ ÁN 2A 8 sàn tùy theo công việc. Khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt = H - h’-0.8 (với H: chiều cao từ sàn đến trần). Cần chú ý rằng chiều cao h tt đối với đèn huỳnh quang không được vượt quá 4 m, nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc không đủ. Còn đối với các đèn thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại… nên treo trên độ cao từ 5m trở lên để tránh chói. 7/ Xác đònh các thông số kỹ thuật ánh sáng: - Tính chỉ số đòa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học của đòa điểm )( bah ab K tt   Với: a,b – chiều dài và rộng của căn phòng; h tt – chiều cao h tính toán - Tính hệ số bù: dựa vào bảng phụ lục 7 của tài liệu [2]. - Tính tỷ số treo: tt hh h j   ' ' Với: h’ – chiều cao từ bề mặt đèn đến trần. Xác đònh hệ số sử dụng: Dựa trên các thông số: loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số đòa điểm, hệ số phản xạ trần, tường, sàn ta tra giá trò hệ số sử dụng trong các bảng do các nhà chế tạo cho sẵn. 8/ Xác đònh quang thông tổng yêu cầu: U SdE tc tong  Trong đó: E tc – độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn (lux) S – diện tích bề mặt làm việc (m 2 ). d – hệ số bù. Ф tong – quang thông tổng các bộ đèn (lm). 9/ Xác đònh số bộ đèn: bocacbong tong boden N 1/    ĐỒ ÁN 2A 9 Kiểm tra sai số quang thông: %100. . % 1/ tong tongbocacbongboden N    Trong thực tế sai số từ –10% đến 20% thì chấp nhận được. 10/ Phân bố các bộ đèn dựa trên các yếu tố: - Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói, đặc điểm kiến trúc của đối tượng, phân bố đồ đạc. - Thỏa mãn các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy và giữa các đèn trong một dãy, dễ dàng vận hành và bảo trì. 11/ Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: Sd UN E bocacbongboden tb 1/   2.2 XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TRƢỜNG HỌC 2.2.1 CHIA NHĨM CÁC PHỤ TẢI TRONG TRƢỜNG HỌC Để tiện cho việc xác định phụ tải tính tốn và cấp điện cho trƣờng ta có thể chia phụ tải ra làm 5 nhóm nhƣ sau: -Nhóm I : +Tầng trệt gồm: phòng học 1, phòng học 2, phòng học 3, phòng học 4, phòng y tế , văn phòng đồn đội, phòng hành chánh tổ chức, phòng giáo vụ giám thị, phòng tiếp khách , phòng truyền thống , phòng vệ sinh giáo viên. +Tầng 1 gồm: phòng học 1, phòng học 2, phòng học 3, phòng học 4, 2 phòng nghĩ giáo viên, phòng giáo viên, phòng hiệu phó 1, phòng hiệu phó 2, phòng giám hiệu và sảnh chung, phòng hiệu trƣởng, phòng hội đồng, phòng vệ sinh giáo viên. +Tầng 2 gồm: phòng học 1, phòng học 2, phòng học 3, phòng học 4, 2 phòng dụng cụ giảng dạy, phòng học 18, phòng học 17, phòng học 16, phòng học 15, kho chung. [...]... phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, phòng học 9, phòng học 10, phòng học 11, phòng học 12, kho chung , nhà vệ sinh, phòng thiết bị dạy học, nhà vệ sinh +tầng 1 gồm: phòng đọc học sinh, phòng đọc giáo viên, kho sách phòng nghe nhìn, 2 nhà vệ sinh, phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, phỏng học 9, phỏng học 10 +Tầng 2 bao gồm: phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học. .. sinh, phòng học 9, phòng học 10, phòng học 11, phòng học 12, phòng học 13, phòng học 14 -Nhóm III: Khối thực hành +Tầng trệt: phòng vệ sinh, phòng LAB, 2 phòng chuẩn bị, phòng học bộ mơn tin học 1, phòng giáo viên, phòng học bộ mơn tin học 2, kho chung , phòng chuản bị , phòng âm nhạc +Tầng 1: nhà vệ sinh, phòng học bộ mơn lý,4 phòng chuẩn bị-kho, phòng học đa phƣơng tiện (multimedia), phòng học nữ cơng,... cơng suất P=20W Vậy ta lắp đặt 1 quạt thơng gió cho nhà vệ sinh P=20 W 26 ĐỒ ÁN 2A Cơng suất tộng của nhà vệ sinh Ptong _NVS  20  144  164W  Cơng suất tổng tầng 1 nhóm 1: => P _ N 1_ tang1  20827W tong *Tầng 2 nhóm 1: +Phòng học: có 8 phòng học , phòng học 1, phòng học 2, phòng học 3, phòng học 4, phòng học 18, phòng học 17, phòng học 16, phòng học 15, diện tích ciếu sáng và độ rọi các phòng nhƣ... RAMP DỐC CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT i=10% RAMP DỐC CHO NGƯỜI KHUYẾT TẬT i=10% Tầng trệt nhóm 1: VÁCH NGĂN NHÔM KÍNH VÁCH NGĂN NHÔM KÍNH VÁCH NGĂN NHÔM KÍNH 31 ĐỒ ÁN 2A Tầng 1 nhóm 1: 32 ĐỒ ÁN 2A Tầng 2 nhóm 1: CT1 i=2% i=2% i=2% i=2% i=2% i=2% 33 ĐỒ ÁN 2A 2) NHĨM 2: *Tầng trệt nhóm 2: -Phòng học: Có 8 phòng học bao gồm phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, phòng học 9, phòng học 10, phòng học 11,... phòng thực hành hóa, phòng học mơn sinh, kho chung +Tầng 2: nhà vệ sinh , phòng phục vụ -kho, phòng chuẩn bị, sân khấu , giảng đƣờng 300 chổ, phòng giải lao -Nhóm IV: Trạm sử lý nƣớc thải và nhà giữ xe học sinh -Nhóm V: Trạm sử lý nƣớc cấp- trạm bơm, nhà giữ xe giáo viên 10 ĐỒ ÁN 2A 2.2.2 XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT ĐẶT CỦA TỪNG NHĨM 1) Nhóm I: *Tầng trệt nhóm 1: +Phòng học: có 4 phòng học mỗi phòng có diện tích... động lực: Ta chọn quạt lắp đặt cho phòng là quạt trần và theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30-50m2/1 quạt Chọn loại quạt trần panasonic F-60MZ2 Mỗi phòng học đƣợc trang bị 2 quạt treo trần mỗi quạt có cơng suất P=61W vậy ta có cơng suất phụ tải của 1 phòng học là P1_ dl _1 phonghoc  122W t => P1_ dl _ 4 phonghoc  4.122  488W t - Phòng học đƣợc trang bị lắp đặt 2 ổ cắm điện loại ổ cắm 2 chấu 16A Sino... phòng học có diện tích và chức năng giống nhau nên ta có: Ptret cs 4 phonghoc  4.792  3168W -Phụ tải động lực: Ta chọn quạt lắp đặt cho phòng là quạt trần và theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30-50m2/1 quạt trần Chọn loại quạt treo trần có cơng suất P=61W lƣu lƣợng gió Q=213(m3/min) Mỗi phòng học đƣợc trang bị 2 quạt treo trần mỗi quạt có cơng suất P=61W vậy ta có cơng suất phụ tải của 1 phòng học. .. lắp đặt cho phòng là quạt trần và theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30-50m2/1 quạt Chọn loại quạt trần panasonic F-60MZ2 phòng đƣợc trang bị 2 quạt treo trần có cơng suất P=61W vậy ta có: Pt1_ dl _ phonggiaovien  2.61  122W -Để tạo khơng khí mát mẽ cho phòng ta lắp thêm máy lạnh cho phòng Theo kinh nghiệm thì ta có 40-45m3/1HP Ta chọn loại mấy lạnh Panasonic C45FFH cơng suất 5 HP để lắp cho phòng... máy lạnh cho phòng Theo kinh nghiệm thì ta có 40-45m3/1HP Ta chọn loại mấy lạnh Panasonic KC9QKH-8 cơng suất 1 HP để lắp cho phòng Từ thể tích của phòng ta có thể lắp đặt cho phòng 1 máy lạnh Vậy cơng suất máy lạnh của phòng là P=750 W - Phòng học đƣợc trang bị lắp đặt 2 ổ cắm điện loại ổ cắm 2 chấu 16A Sino S18AU3 Pocam  600W -Từ cơng suất chiếu sáng Pcs và cơng suất động lực Pdl ta có cơng suất... chọn quạt lắp đặt cho phòng là quạt trần và theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30-50m2/1 quạt Chọn loại quạt trần panasonic F-60MZ2 Phòng đƣợc trang bị 2 quạt treo trần có cơng suất P=61 W Pt1_ dl _ phonghoidong  122W -Để tạo khơng khí mát mẽ cho phòng ta lắp thêm máy lạnh cho phòng Theo kinh nghiệm thì ta có 40-45m3/1HP Ta chọn loại mấy lạnh Panasonic C45FFH cơng suất 5 HP để lắp cho phòng Từ thể . học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, phỏng học 9, phỏng học 10. +Tầng 2 bao gồm: phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, kho chung, 2 nhà vệ sinh, phòng học 9, phòng học. phòng học 5, phòng học 6, phòng học 7, phòng học 8, phòng học 9, phòng học 10, phòng học 11, phòng học 12, kho chung , nhà vệ sinh, phòng thiết bị dạy học, nhà vệ sinh. +tầng 1 gồm: phòng đọc học. Tổng Kết Công Suất Đặt Của Các Nhóm Phụ Tải: 65 2.2.3 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA TRƢỜNG HỌC 66 CHƢƠNG 3: CHỌN PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG HỌC 71 3.1 CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN.