KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG

KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG KẾ CUNG cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO

TẦNGA.ĐỀ BÀI

Đề bài: Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư với các dữ liệu cho trong

bảng dl.2,lấy theo hai chỉ số cuối cùng mã số sinh viên của người thiết kế (35) Chung cư có Ntầng¬ tầng, mỗi tần có n căn hộ, công suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ với diện tích tiêu chuẩn 70m2 là p0sh, kW /hộ Chiều cao trung bình của mỗi tầng là 3,8m Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài lcs lấy bằng năm 2,5 lần chu

vi lch.c của tòa nhà, công suất chiếu sang là: p0sh2=0.03 kW/m, Nguồn điện có công suất vô cùng lớn, khoảng cách từ điểm đấu điện thứ nhất và thứ hai đến tường của tòa nhà là L1 và L2 mét Toàn bộ chung cư có ntm thang máy gồm hai loại nhỏ và lớn với hệ số tiếp điện trung bình là ε=0,6; hệ số cosφtm=0,65 Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h/năm; Thời gian mất điện trung bình trong năm là

tf=24h; Suất thiệt hại do mất điện với phụ tải sinh hoạt là: gth.sh=2500 đ/kWh, với phụ tải động lực là: gth.dl=4500 đ/kWh Suất vốn đầu tư trung bình của trạm điện diesel là 4,5 triệu VNĐ/kVA, suất tiêu thụ nhiên liệu trung bình là 0,42 lít/kWh,giádầu diesel là gdiesel=17000 đồng/lít

Chu kì thiết kế là 7 năm Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt = P0.[1+a(t-t0)] với suất tăng trung bình hàng năm là a=4,2% P0 ¬là công suất tính toán năm hiện tại t0.Hệ số công suất của phụ tải sinh hoạt là cosφsh=0.89 Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: cΔ=1500 đ/kWh; Giá mua điện gm=750 đ/kWh; Giá bán điện trung bình gb=1250 đ/kWh.Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện

Hệ thống máy bơm bao gồm:

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24h;

Suất thiệt hại do mất điện đối với phụ tải sinh hoạt là: gth.sh = 2500 đ/kWh;

Suất thiệt hại do mất điện đối với phụ tải sinh hoạt là: gth.dl = 4500 đ/kWh;

Chu kì thiết kế là 7 năm Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt = P0.[1+a(t-t0)] vớisuất tăng trung bình hàng năm là a=4,2% P0 là công suất tính toán năm hiện tại t0 Hệ số chiết khấu i=0,1;

Giá thành tổn thất điện năng: cΔ=1500 đ/kWh; Giá mua điện gm=750 đ/kWh; Giábán điện trung bình gb=1250 đ/kWh Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ taythiết kế cung cấp điện

Các dữ liệu thiết kế được thiết kế được lấy trong bảng 3 ứng với hai chỉ số cuốicùng trong mã sinh viên của người thiết kế

C.suất trạm bơm Loạ

i căn hộ

a,

%

T M , h

Từ nguồn,km

Nối đất

Sinh hoạt Thoá

t

Bể bơ i

C.hỏ a

L 1 L 2

Ρ, Ω m

R tn , Ω

0.5 8

129 23 1

B.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI

1.1 Lý luận chung

Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải sinhhoạt (gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực, trong đó tỉ lệ phụ tải sinh hoạt luônluôn chiếm tỉ lệ lơn hơn so với phụ tải động lực Phụ tải còn phụ thuộc vào mức độcủa các trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành cácloại sau: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại thấp Phụ tải sinh hoạt trongkhu chung cư được xác định theo biểu thức sau:

cs

P

1 0

Trong đó:

kcs – hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong toà nhà (lấy bằng 5%, tức là

kcc=1,05);

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 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 theobiểu 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:

∑

=

Σ

ct i

n tm tm

nc

P

1

Trong đó:

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:

tm n

tm P

Trong đó:

Pn.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)

Công suất tính toán của các máy bơm Pb ∑, được xác định theo biểu thức:

nc

P

1

Trong đó:

knc.b – hệ số nhu cầu của máy bơm, có 3 máy bơm nên knc.b=0,9

пb – số lượng máy bơm;

Р bi – công suất của máy bơm thứ i, kW

1.2 Phụ tải sinh hoạt

Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại t0 = 1, áp dụng mô hình dạng:

Pt = P0.[1+α(t-t0)]

Trong đó:

P0-phụ tải năm cơ sở t0;

a-suất tăng phụ tải hàng năm, a=4,2%;

Ta có:

Tổng số căn hộ Nhộ=N.nh=19x(5+2+1+1+2) = 209( hộ);

Ứng với số hộ Nhộ=209, hệ số kđt=0,3 [bảng 1.pl];

Tính toán phụ tải P0 ứng với năm t0:

Hệ số làm việc: klv = ;

Hệ số sử dụng: ksd = klv kmt;

Hệ số sử dụng tổng hợp: ksdΣ =

Trong số các thiết bị thiết bị có công suất lớn nhất là Pmax=2500W

 Nhóm thiết bị lớn (=Pmax/2) là: Pj=2500 + 1800 = 4300(W)

(Các số liệu trên được tính toán trong bảng 1.1 )

Bảng 1.1 :Số liệu tính toán phụ tải trong 1 căn hộ của khu chung cư :

Từ đây ta có bảng thống kê sau 7 năm như sau :

1

3,6279 4.2

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

1

= kcs.kđt.P0.(n1 + n2.kh2 + n3.kh3 + n4.kh4 + n5.kh5)

n1- số căn hộ có diện tích 65 m2 là 19 x 1 = 19 hộ;

n2- số căn hộ có diện tích 72 m2 là 19 x 1 = 19 hộ;

n3- số căn hộ có diện tích 105m2 là 19 x 2 = 38 hộ;

n4- số căn hộ có diện tích 120m2 là 19 x 2 = 38 hộ;

n5- số căn hộ có diện tích 130m2 là 19 x 5 = 95 hộ;

Trong đó (kh2kh5) lần lượt là các hệ số hiệu chỉnh đối với các căn hộ diện tích trên 70 m2 tăng thêm 1% cho mỗi m2 đối với căn hộ dùng bếp gas

kcs- hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức

Tính phụ tải riêng cho mỗi tầng

Công suất tính toán của mỗi tầng được xác định như sau:

Ứng với mỗi tầng là 11 hộ nên ta có kđt = 0,41 theo [bảng 1.pl];

Ptầng = kcs.kđt.P0.

∑

=

N i hi

i k n

1

.

= 1,05x0,41x3,6279x(1+1x1.02+2x1.35+2x1.5+5x1.6) = 24.5516( kW)

Hệ số công suất cosφsh = 0,89 (tgφsh = 0,5123)

Qtầng = Ptầng.tgφsh = 24.5516 x 0,5123 = 12.5777( kVAr)

• 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:

Ptm1=Pn.tm1.

ε

=7,5

6 , 0

=5.8094 ( kW) Thang máy có công suất lớn:

Ptm2=Pn.tm2 ε

=20

6 , 0

=15.4919 ( kW) Hệ số knc.tm xác định theo [bảng 2.pl] ứng với 3 thang máy nhà 19 tầng là:

+Phụ tải trạm bơm được coi là thuộc nhóm phụ tải vệ sinh kỹ thuật.

+Phụ tải trạm bơm có 7 máy bơm chia làm 3 nhóm :

Ta lần lượt tính phụ tải cho 3 nhóm này như sau

Nhóm 1: Cấp nước sinh hoạt

Hệ số nhu cầu của 4 máy lấy bằng 0,8; bảng 3.pl

Pbơm1 = knc1.∑Pi ni

= 0,8.(2.16 + 2.5,6) = 36.8 (kW) Nhóm 2 : Thoát nước

Hệ số nhu cầu của 2 máy lấy bằng 1; [bảng 3.pl]

Pbơm2 = knc2.∑Pi ni

= 1 x 2 x 5,6 = 11.2 (kW) Nhóm 3 : Cứu hỏa

Hệ số nhu cầu của 1 máy lấy bằng 1; [bảng 3.pl]

Pbơm3 = knc3.∑Pi ni

= 1.1.16 = 16 (kW)

Bảng 1.2 Tổng hợp phụ tải động lực:

Nhóm knc Số máy x công suất Pbơmi ,kW

Tổng hợp 3 nhóm này ta có phụ tải của trạm bơm:

Với 3 nhóm máy bơm nên theo bảng 3.pl ta có knc = 0,75

04 , 0

= 48 +

1107 , 27 41 , 0 5

1107 ,

= 31.328 +

35 , 13 41 , 0 5

35 ,

739 ,

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

Nhóm phụ tải Thang máy Bơm Sinh hoạt Chiếu sáng

Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực:

cos dl

ϕ

=∑ ∑ dli

dli dli

P

P cos ϕ

= 27,1107 48

75 , 0 48 65 , 0 1107 , 27

+

+

= 0,7139Hệ số công suất tổng hợp của chung cư:

cosϕ∑

dl dl

cs cs

sh sh

i

i i

P P P

P P

P P

P

+ +

+ +

, 75 35 , 13 328 , 341

7139 , 0 1107 , 75 1 35 , 13 89 , 0 328 ,

+ +

+ +

337 2

Tỉ lệ phụ tải đông lực:

Pdl% = 100 = 100 = 16,14 (%)

1.6 Nhận xét:

Tỉ lệ phụ tải động lực chiếm khoảng hơn 10%, điều đó cho thấy mức độ trang bị điện trong chung cư còn hạn chế

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA).

Như đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ tải, tuynhiên không phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do về kiến trúc, thẩm

mỹ và điều kiện môi trường Đã từng xẩy ra các trường hợp phàn nàn về tiếng ồncủa máy biến áp đặt bên trong tòa nhà Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạmbiến áp có thể bố trí bên ngoài Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặtmáy biến áp ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vịtrí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân Trạm biến áp cũng cóthể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà Phương án đặt trạm biến áp ởtầng 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 lắpđặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế - kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cảcác yếu tố có liên quan

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âmtốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong côngtrình công cộng 20 TCN 175 1990 Trạm phải có tường ngăn cháy cách li vớiphòng 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)

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 phân phốiđầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các thiết bị

1 2 3

đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộcvào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa hàng, vănphòng, 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 hoặcnhiều tủ phân phối

Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao là 16 tầng có thể áp dụng sơ đồhình tia

Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:

+ Độ tin cậy

+ An toàn

+ Tính kinh tế

b Sơ đồ mạng điện bên trong:

Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập)

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 làtiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấpđiện liên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A

1 2 3

b Sơ đồ mạng điện bên trong:

Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập)

2.3, Chọn số lượng, công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn.

2.3.1 Chọn số lượng, công suất máy biến áp.

Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên tục, chất lượng và an toàn Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2 nên dùng trên hoặc bằng 2 máy Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công suất khu vực đó thì ít nhất mỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất của khu vực đó Khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến áp phải códung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó Ở chế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố.

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện

*) Phương án 1 : Dùng 2 máy biến áp 250(kVA)

*) Phương án 2 : Dùng 1 máy biến áp 500(kVA)

Các tham số của máy biến áp do ABB sản xuất tra trong bảng 12.pl, được thể hiện trong bảng sau:

SBA, kVA Điện áp ∆P0, kW ∆Pk, kW Uk, % I0, %

So sánh hai phương án:

Ta căn cứ vào vốn đầu tư và độ tin cậy cung cấp điện để lựa chọn phương án tốiưu

Đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật:

*) Phương án 1: khi sự cố xảy ra ở một trong hai máy biến áp, tất cả phụ tải sẽ

dồn lên máy biến áp còn lại với điều kiện cho phép quá tái không quá 40% công suất định mức của máy biến áp trong thời gian 5 ngày, mỗi ngày quá tải không quá 6h

Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế:

*) Phương án 2: Khi máy biến áp gặp sự cố thì ngừng cấp điện cho toàn chung cư.

+ Xét hàm chi phí quy dẫn của trạm biến áp:

ZB = VB.pB + CB + Yth = pB.(m + n.Sn) + ∆AB + Yth;

Trong đó:

∆AB – là tổn thất điện năng

m, n – hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp

Yth – là chi phí tổn thất khi mất điện

VB – là vốn đầu tư của máy biến áp

CB – chi phí tổn thất của điện áp = ∆A

- giá thành tổn thất điện năng = 1500 (đ/kWh)

Với tuổi thọ của công trình ta lấy Th = 25 năm Từ đóta có hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư là :

atc = = = 0,11;

+ Hệ số khấu hao kkh = 0,064 (Bảng 5.pl)

pB là hệ số kinh tế của máy biến áp được tính như sau:

pB = atc + kkh = 0,11+ 0,064 = 0,174;

+ Chi phí tổn thất khi mất điện là:

Yth = Ath.gth = Pth.tf.gth ; Trong đó:

gth – là suất thiệt hại do mất điện, gth = 7000( đ/kWh)

tf – là thời gian mất điện, đối với máy biến áp phân phối ta chọn tf = 24h;

Yth = Pth.gth.24 ;

Pth – công suất thiếu hụt do mất điện

+ Tổn thất điện năng:

∆AB = n.∆P0.8760 + ..τ ; Trong đó:

τ – là thời gian tổn thất công suất cực đại, với TM = 4600h ta tính được τ như sau:

τ = f(T) = 8760 = 2987,65 (h);

*) Phương án 1: Dùng hai máy biến áp có công suất là 250 (kVA).

+ Vốn đầu tư của phương án 1 : V1 = VB1 = 166,1 (đồng)

+ Chi phí thường xuyên hàng năm của phương án 1 :

C1t = ∆AB1t + Ytht

+ Trong đó tổn thất công suất trong máy biến áp ở năm thứ t cỉa chu kì thiết kế:

∆AB1t = 2.0,64.8760 + 2987,65 = 32791,471 (kWh)+ Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự cố một trong hai máy biến áp cần phải cắt bớt một lượng công suất là:

Sth1 = St1 – 1,4.SnBA = 721,9335 – 1,4.250 = 371,9335 (kVA)

+ Thiệt hại do mất điện:

Yth1 = Sth1.cosφ.tf.gth = 371,9335.0,89.24.7000 = 55,6115.(đ)+ Tổng chi phí quy đổi năm thứ nhất là:

Z1 = 0,174.166,1 + 55,6115 + 32791,471.1500 = 133,7 (đ)

+ Các năm còn lại tính tương tự:

Vì việc đầu tư được thực hiện ở năm đầu tiên, nên các phương án được so sánh dựatrên giá trị quy đổi về hiện tại của chi phí thường xuyên hàng năm

PVC=

= = =0,5132

 PVC = 67,146 0,5132 = 34,46 (đ)Tương tự cho các năm tiếp theo, ta có bảng thống kê như sau:

*) Phương án 2 : Dùng 1 máy biến áp công suất 500 (kVA) :

Tính toán hoàn toàn giống như phương án 1:

_Vốn đầu tư : V2 = VB2 = 123 (đ) (Tra bảng 10.pl)

_Chi phí thường xuyên hàng năm :

C2t = ∆AB2t.cΔ +Ytht

Trong đó : Tổn thất công suất máy biến áp ở năm thứ t của chu kỳ thiết kế:

∆AB2t =∆P02.8760 +∆Pk2.(.τ_Thiệt hại do mất điện do sự cố ở năm thứ t :

Ytht = Pttcc.t .tf.gth =Stt.tf.gth

Trong đó : Pttcc.t : Là công suất tính toán toàn chung cư năm thứ t

Từ đó ta có bảng thống kê sau :

*) Nhận xét :

Ta thấy chi phí quy dẫn của phương án 1 nhỏ hơn phương án 2 và phương án

1 đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao.Chính vì thế phương án 1 là phương án khả thi và tối ưu nhất.Vậy ta chọn xây dựng TBA gồm 2 MBA có công suất

250(kVA)

2.3.2 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 sựcố 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

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

Dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV

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

= 32Ω.m/mm2

cho trước một giá trị x0 =0,4 Ω/ km

Hao tổn điện áp cho phép là ΔUcp = 1,25%

Trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau: từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng ∆Ucp1=2%, từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng∆Ucp2 =2%, từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình ∆Ucp3=1%.Giá trị hao tổn điện áp cho phép:

∆Ux1% =

2

0

U

L x

Q∑

100 =

6

2 10 22

57 4 , 0 3734 , 231

.100 = 0,0011Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:

∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,25 – 0,0011 = 1,2489 %

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

F1 =

2

%'

1

.

U U

L P r

∆ ∑

γ

=

2 22 2489 , 1 32

57 7541 , 435

2 01

U

x Q r

P∑ + ∑

=

6 2

10 22

16 , 0 3734 , 231 524 , 0 7541 ,

.57.100 = 0,0031% < 1,25%

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

2.3.2.2 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 phòng thôngqua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn chính từ máybiến 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 các tầng.Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nó còn cungcấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thốngbơm…

Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 32 m,

Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện

0

U

l x

Q∑

.100 =

2380

32.1,0.3734,231

.100 = 0,51 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng

∆Ur1% = ∆Ucf1% - ∆Ux1% = 2 – 0.51 = 1,49 %

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

F1 =

2 '

1

5 1

10 32 7541 , 435

= 120,02 mm2

Vậy ta chọn cáp đồng(Cu) XLPE-150 mm2 có r0= 0,13 và x0= 0,06

Hao tổn điện áp thực tế

∆U1 =

% 2

% 56 , 1 100 32 380

06 , 0 3734 , 231 13 , 0 7541 , 435 100

2 1

2 0

U

x Q r

P

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

2.3.2.3 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 19:

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 19 là:

L2 = 3,7.19 = 72,2m

Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 12,5777 kVAr

Thành phần của hao tổn điện áp:

∆Ux2% =

2 2

0

U

l x

.100 = 0,06 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

∆Ur2% =∆Ucp2- ∆Ux2% = 1,25-0,06 =1,19 %

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

F2 =

2 2

5 2

10.2,72.5516,24

2

01 tan 01 tan

380

07 , 0 5777 , 12 8 , 0 5516 , 24 100

l U

x Q r

.72,2.100 = 1,026% < 2%

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% =

2 2

0

U

l x

Q sh

Σ

.100 Trong đó

0

U

l x

5 2

10 2

2 , 72 3427 , 427

01 01

380

06 , 0 3734 , 231 08 , 0 3427 , 427

U

x Q r

P sh sh

.72,2.100 = 0,24% < 2%Vậy cáp đã chọn là thoả mãn

c. So sánh 2 phương án:

- Phương án 1.

Tổng chiều dài của tất cả các nhánh dây lên tầng là:

38 , 0

5777 , 12 5516 ,

.0,8.703.2987,65.10-6 = 8854,84(kWh)

Chi phí do tổn thất là:

C∆A = c∆.∆A1 =1500 8854,84= 13,28.106 đ

Trong đó:

c∆

- Giá thành tổn thất điện năng c∆= 1500đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-25 là v01 = 99,2.106 đ/km (tra bảng 7.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

h h

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

Tra bảng 5.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6%

2

2 2

2 2

10 65 , 2987 2 , 72 08 , 0 38

, 0

3734 , 235 7541 ,

= 29312,6 kWhChi phí tổn thất là:

C∆A = c∆.∆A2 =1500.29312,6 = 43,97.106 đ

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-240 là v02 = 470.106 đ/km (tra bảng 32.pl)

Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu

về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương án 1 nhỏ hơn phương án 2 →

dây dẫn được chọn theo phương án 1

2.3.2.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy

- Với thang máy có công suất lớn (P =20 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 68,4m, ta có hệ số cosϕ =tm 0,65

.Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Qtm= Ptm.tgϕ

= 15,4919.1,169 = 18,11( kVAr)Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux3%=

% 073 , 0 100 380

4 , 68 1 , 0 4919 , 15 100

2 2

3

U

l x

5 2

3

5

380 177 , 1 54

10 4 , 68 4919 , 15

% 98 , 0 100 4 , 68 380

07 , 0 11 , 18 25 , 1 4919 , 15 100

2 3

2 03

P

tm

< 1,25 %Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

- Với thang máy có công suất nhỏ (P =7,5 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 68,4m, ta có hệ số cosϕ =tm 0,65

.Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Qtm= Ptm.tgϕ

= 5,8094.1,169 = 6,79( kVAr)Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux3%=

032 , 0 100 380

4 , 68 1 , 0 79 , 6 100

2 2

3

U

l x

Q tm

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

∆Ur3% =∆Ucp3- ∆Ux3% = 1,25-0,032 =1,218%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

∆Ux3%=

2 2

5 2

3

5

380 218 , 1 54

10 4 , 68 8094 , 5

.

10

mm U

U

l P

r

∆

γ

Ta chọn cáp hạ áp XLPE-6 có tiết diện 6 mm2 có r032 = 3,33 và x032 =0,09 Ω/ km

Hao tổn điện áp thực tế:

% 95 , 0 100 4 , 68 380

09 , 0 79 , 6 33 , 3 8094 , 5 100

2 3

2 03

P

U tm tm

tm

< 1,25 %Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

Với tổng số thang máy là 2x7,5 và 1x20 ta bố trí tháng máy có công suất 16 kW với chiều dài dây là 68,4m; 2 thang máy có công suất 7,5 với chiều dài dây là 68,4m

2.3.2.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm là l4 = 50m

Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux4%=

100

2 4 0

U

l X

Q bom

Trong đó: Qbom= Pbom.tgϕ

= 48.0,88 = 42,24 (kVAr)

Vậy: ∆Ux4%=

146 , 0 100 380

50 1 , 0 24 , 42 100

2 2

4

U

l X

Q bom

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

∆Ur4% =∆Ucp4- ∆Ux4% = 1,25-0,146 = 1,104 %

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

88 , 27 380

104 , 1 54

10 50 48

.

10

2

5 2

% 03 , 1 100 50 380

06 , 0 24 , 42 57 , 0 48 100

2 4

2 04

P

U bom bom

bom

< 1,25%

Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

2.3.2.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

- Mạng chiếu sáng trong nhà:

Do không có số liệu cụ thể nên tạm lấy chiều dài của mạng điện chiếu sáng trong nhà bằng 4,5 lần chiều cao của tòa nhà chung cư

l = 4,5.3,8.19 = 324,9 m

Ta có công suất chiếu sáng trong nhà lấy bằng 5% công suất phụ tải sinh hoạt

9 , 324 367 , 21 2

07 , 3471

% 06 , 2 120 14

07 , 3471

∆

C Tr

- Mạng điện chiếu sáng ngoài trời.

Do theo đầu bài ra tổng chiều dài mạng điện chiếu sáng ngoài trời bằng 5 lần chiều cao tòa nhà do đó ta có:

lcsngoai =2,5.178= 445m

Mạng chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình vẽ trên;chiều dài đoạn

OA=50(m),đoạn AB có lAB=56,4(m) và đoạn AC có lAC = 32,6(m).Suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài là Po=0,03(kW/m),hao tổn điện áp cho phép là ∆Ucp=2,5% Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến B được xây dựng với 4 dây dẫn,các

rẽ nhánh AC thuộc loại 2 pha có dây trung tính

Công suất tính toán chạy trên đoạn dây là:

PAB=Po*lAB=0,03.56,4=1,692 kW

4 , 56 692 , 1 2

6 , 32 987 , 0 2

Tra bảng 26.pl ta được C=83 và tra bảng 27.pl ta được α=1,39

Xác định mômen quy đổi:

Mqd=MOA+α(MAB+MAC)= 133,5 +1,39( 47,7+16,088)=222,16( kWm)

Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu:

FOA =

qd cp

M

c U∆

=

07 , 1 5 , 2 83 222,16 =

(mm2)