ổng quan về thiết kế cấp điện • Trong quá trình thiết kế cấp điện, một phương án lựa chọn được coi là hợp lý khi nó thoả mãn các yêu cầu : Vốn đầu tư nhỏ. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải. Chi phí vận hành hàng năm thấp. Đảm bảo an tồn cho người và thiết bị. Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa. Đảm bảo chất lượng điện nhất là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp...
ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN MỤC LỤC Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN LỜI NÓI ĐẦU Trong trình phát triển Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa đất nước ta công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng Vì lượng điện sử dụng phổ biến rộng rãi nước ta Nhu cầu điện tăng lên không ngừng nhu cầu sử dụng điện hàng ngày cao người, việc nâng cao chất lượng điện năng, an toàn sử dụng cần thiết Những năm gần đây, nước ta đạt thành tựu to lớn việc phát triển kinh tế xã hội, số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thương mại, dịch vụ,…gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể…Do cần đội ngũ người am hiểu điện để làm nhiệm vụ thiết kế vận hành, sửa chữa, nâng cấp hệ thống cấp điện đáp ứng nhu cầu Việc thiết kế cung cấp điện có nhiệm vụ đề phương án cung cấp điện hợp lý tối ưu Một phương án cung cấp điện tối ưu giảm chi phí đầu tư xây dựng, chi phí vận hành tổn thất điện Đồng thời vận hành sửa chữa dễ dàng Để ứng dụng hiểu rõ vấn đề cung cấp điện chúng em nhận đồ án tốt nghiệp thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng hướng dẫn tận tình thầy: “TS NGUYỄN VĂN ÁNH” Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Nội dung đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư INTRACOM – Cầu Diễn” Qua đồ án, chúng em hiểu thêm vấn đề yêu cầu thực tế việc áp dụng dựa lý thuyết Vì trình độ kinh nghiệm hạn chế nên đồ án thiếu sót Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp, xây dựng cho Đồ án hoàn thiện Rất cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy hướng dẫn nhà trường tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Lương Xuân Trung Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHUNG CƯ INTRACOM Chung cư INTRACOM có vị trí đắc địa đầu cầu Diễn –Từ Liêm – Hà Nội, mặt đường Hồ Tùng Mậu, nằm khu vực phát triển nhanh thành phố Hà Nội.Từ dự án chung cư INTRACOM Cầu diễn dễ dàng kết nối với trung tâm thủ đô vùng lân cận bến xe Mỹ Đình, sân vận động Mỹ Đình… sở hạ tầng đường hoàn thiện thông thoáng giúp di chuyển thuận lợi hơn, tránh tình trạng tắc đường khu vực khác Quy mô : - Dự án tòa chung cư có diện tích mặt 700 m nhà 200 m2 - sân Với 25 tầng bao gồm tầng 1+2 tầng dịch vụ 3-25 tầng nhà - chung cư với số hộ tầng tổng số hộ 161căn Có loại hộ với diện tích 81 m ,95 m2, 103 m2 134 m2 (2căn 81 m2,2 95 m2,2 103 m2 134m2 ( tổng cộng 692 m 2) Được thiết kế đại gồm phòng khách ,1 phòng bếp , 2đến phòng - ngủ , phòng ăn Ngoài nhà số dịch vụ vui chơi giải trí khác… Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG VÀ KIỂM NGHIỆM LẠI BẰNG PHẦN MỀM DIALUX I TIÊU CHÍ CHUNG CHO CHIẾU SÁNG NHÀ Ở VÀ CHUNG CƯ • Đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7114-1/2008 • Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXD 05/2008 • Đảm bảo điều kiện chiếu sáng tiện nghi, tượng STT • nhấp nháy ánh sáng, không gây chói lóa Sử dụng nguồn sáng thiết bị chiếu sáng chất lượng cao, • hiệu suất cao Lựa chọn nhiệt độ màu ánh sáng phù hợp : 2700K, 5500K, • 6500K Hệ thống điều khiển thông minh linh hoạt Không gian chức Độ rọi (lux) Độ đồng Phòng khách ≥ 300 0,7 Phòng ngủ Phòng bếp,phòng ≥ 100 - ăn Hành lang, cầu thang,ban công Tầng hầm II ≥ 200 Yêu cầu Chỉ số Mật độ hoàn công màu ≥ 80 suất(W/m) Giới hạn hệ số chói lóa ≤ 13 19 ≥ 80 ≤ 13 - ≥ 80 ≤ 13 22 ≥ 100 0,5 - ≤7 - ≥ 200 - - ≤8 - TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO CÁC CĂN HỘ SỐ 01-02 Chiếu sáng phòng khách Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Phòng khách không gian gia đình, nơi sinh hoạt, tiếp khách, đọc báo, xem tivi … Chiếu sáng phòng khách cần đáp ứng nhu cầu khác tạo nên không gian sinh hoạt, trang trọng, ấm cúng, thoải mái, thể phong cách gia đình Giải pháp chiếu sáng : • • Kết hợp chiếu sáng chung với chiếu sáng cục Hình thức : chiếu sáng trực tiếp kết hợp với chiếu sáng gián tiếp Yêu cầu tiêu kỹ thuật : ≥ 300 • Độ rọi bàn làm việc • Mật độ công suất • • • Chỉ số hoàn màu Ra Nhiệt độ màu ánh sáng : 4500K, 5500K Giới hạn hệ số chói lóa : 19 • Độ đồng ≤ 13 W / m ≥ 0.7 ≥ 80 lux Số liệu phòng : Kích thước phòng Hệ số phản xạ bề mặt Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Diện tích Trần nhà Tường Sàn nhà 6,8 3 20,4 0,7 0,5 0,2 m m m p.u p.u p.u A Chiếu sáng cục a Chọn loại đèn Với độ rọi yêu cầu tối thiểu E ≥ 300 lux, giải pháp dùng đèn Led Panel hoàn toàn thích hợp theo nhiệt độ màu cho theo biểu đồ Kruithof (bảng 3.2 – 4000K –tài liệu [1]) số màu Ra ≈ 82 Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Sử dụng đèn Led Panel SP 414 (cấp D ) có : + Quang thông Φ = 4800 lm + Công suất : P = 56 W + Hệ số mát ánh sáng : LLF = 0,78 Tỷ số treo : Vì đèn đặt sát trần nên tỷ số treo j = Chỉ số địa điểm: K= a.b 6,8.3 = = 1, 01 h.(a + b) 2, 05.(3 + 6,8) lấy K = Với : a chiều dài phòng B chiều rộng phòng H chiều cao nguồn so với bề mặt hữu ích Hệ số sử dụng đèn : Dựa vào bảng chương 10 – [1] với đèn cấp D, j=0, K =1 ta tra U% = 71 b Độ rọi trung bình đèn : Eđ = Φ t LLF U % S với : Φt quang thông đèn (lm) S diện tích mặt hữu ích () Eđ = 4800.0, 71.0, 78 20, = 130 lux Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Hệ số suy giảm : chấp nhận thời gian làm việc trung bình 1000/năm, độ giảm quang thông đặc trưng hệ số 0,7 (xem hình 4.4) địa điểm hệ số bụi 0,9, giá trị δ = 1 0,8 0,95 δ : = 1,3 Sau năm độ rọi trung bình cho mặt phẳng hữu ích chia cho δ 100 lux B Chiếu sáng chung a Chọn loại đèn : Với độ rọi yêu cầu tối thiểu E ≥ 300 lux, giải pháp dùng đèn led downlight hoàn toàn thích hợp theo nhiệt độ màu cho theo biểu đồ Kruithof (bảng 3.2 – 4000K – [1]) số màu Ra ≈ 100 Sử dụng đèn led downlight DG 101 có : + Quang thông Φ = 320 lm + Công suất : P = 20 W + Hiệu suất : b η = 0,63 Quang thông tổng đèn bố trí đèn : φt = - E.S δ η U Hệ số sử dụng đèn : Dựa vào bảng chương 10 với đèn cấp B, j=0, K =1 ta tra U% = 90 Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN φt = - E.S δ 170.20, 4.1, = = 7951lm η U 0, 63.0,90 Số đèn cần đặt : n= φt 7951 = = 24,5 φ 320 Chọn n =24 Vì đèn cấp B nên nmax = 0,8 h ta có nmax = h.0,8 = 2, 05.0,8 = 1, 6m Bố trí đèn thành hàng cột với khoảng cách : n = 1,2m, m = 0,8 m, p = 0,3 m, q = 0,4 m 1, 1, 0,8 0,8 ≤ q = 0, ≤ ; ≤ p = 0,3 ≤ 3 để đảm bảo độ rọi đồng 0.3m 0.8m 0.4m 1.2m Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN c Kiểm tra thiết kế : km = - Chỉ số lưới : 2mn 2.0,8.1, = = 0,512 h(m + n) 2, 05.(0,8 + 1, 2) kp = - Chỉ số gần tường : ap + bq 6,8.0,3 + 3.0, = = 0,161 h(a + b) 2, 05.(6,8 + 3) Giá trị quang thông trực tiếp mặt làm việc hữu ích F” u tìm tiêu chuẩn UTE – [1] ứng với K = • Với km = : kp = 0,31km kp F’’u 521 0,5 783 900 F ''u = 521 + (783 − 521) Tức • Với km = 0,5 : kp F’’u 627 0,5 740 0,31 ≈ 674 0,5 kp = 0,15km 828 F ''u = 627 + (740 − 627) 0,15 ≈ 694 0, 25 Tức Do nội suy theo km ta có : F ''u = 694 + (674 − 694) 0,512 − 0,5 ≈ 693 − 0,5 Các giá trị R S đọc bảng tiêu chuẩn UTE R1 = -0,174 ; R3 = -1,432 ; R4 = 0,694 S1 = 257 ; S3 = 1503 ; S4 = 358 Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 10 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN CHƯƠNG VII BẢO VỆ NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT I BẢO VỆ NỐI ĐẤT Mục đích việc nối đất Mục đích nối đất nhằm đảm bảo an toàn cho người lúc chạm vào phận có mang điện áp Khi cách điện bị hư hỏng phần kim loại thiết bị điện hay máy móc khác thường trước điện, mang hoàn toàn điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, người bị tổn thương dòng điện gây nên Nối đất để giảm điện áp đất phận kim loại thiết bị điện đến trị số an toàn người Những phận bình thường không mang điện áp cách điện bị chọc thủng nên có điện áp xuất chúng Như nối đất chủ định nối điện phận thiết bị điện với hệ thống nối đất Có hai cách thực nối đất: Nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo Nối đất tự nhiên sử dụng ống dẫn nước hay ống kim loại khác (trừ ống dẫn nhiên liệu lỏng khí dễ cháy) đặt đất, kết cấu kim loại nhà cửa, công trình có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất Khi tính toán trang bị nối đất cần phải tận dụng vật nối đất tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất tự nhiên vật nối đất tự nhiên xác định cách đo lường thực tế chỗ lấy theo tài liệu thực tế Nối đất nhân tạo thường thực cọc thép, ống thép, thép dẹt thép góc dài – 3m chôn sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 – 0,7m Nhờ giảm thay đổi điện trở nối đất theo thời tiết Các ống thép hay thép nối với cách hàn với thép nằm ngang đặt độ sâu 0,5 – 0,7m Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 79 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Để chống ăn mòn ống thép đặt đất phải có bề dày không nhỏ 3,5mm, thép dẹt, thép góc không nhỏ 4mm, Tiết diện nhỏ cho phép thép 48mm2 Dây nối đất cần có tiết diện thỏa mãn độ bền khí ổn định nhiệt, chịu dòng điện cho phép lâu dài Dây không bé 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường dùng thép có tiết diện 120mm2, nhôm 35mm2, đồng 25mm2 Điện trở nối đất không lớn trị số quy định quy phạm, thường điện trở nối đất Rđ ≤ 4Ω Việc đo điện trở nối đất tự nhiên khó xác định phải xác định qua đo đạc thực tế Nên với đề tài cung cấp điện thiết kế hệ thống nối đất nhân tạo Tính toán nối đất cho tòa nhà Việc nối đất cho nhà chung cư ta sử dụng việc nối đất tự nhiên dựa vào hệ thống thép, đường ống nước tòa nhà Có ba dạng sơ đồ nối đất TT, TN IT Tuy nhiên việc sử dụng thiết bị đóng cắt, bảo vệ sử dụng nhà cao tầng CC, CB nên hệ thống nối đất nhà cao tầng thường sử dụng sơ đồ TN Hệ thống nối đất TN có cách thực chung sau: Trung tính → đât phần vỏ kim loại → trung tính Được chia thành loại sơ đồ: Sơ đồ TN – C : Hình 6.1: Sơ đồ TN – C Dây trung tính dây bảo vệ gọi PEN Sơ đồ không phép sử dụng cho dây nhỏ 10mm2 cho đồng 16mm2 cho nhôm thiết bị sách tay Ở sơ đồ TN – C không phép ngắt dây PEN Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 80 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Ưu điểm sơ đồ: Sơ đồ đơn giản sử dụng chung dây trung tính dây nối đất Bảo vệ thiết bị người có cố dò điện vỏ thiết bị Nhược điểm: Vì sơ đồ chung dây trung tính dây nối đất gọi dây PEN Nên hệ thống không phép ngắt dây PEN, không an toàn điện cho thiết bị Sơ đồ TN – S : Hình 6.2: Sơ đồ TN – S Dây bảo vệ dây trung tính tách biệt Hệ TN – S bắt buộc mạch có tiết diện nhỏ 10mm2 cho đồng 16mm2 cho nhôm thiết bị di động Ưu điểm sơ đồ: Điểm khác với sơ đồ TN – C, sơ đồ dây trung tính dây nối đất riêng biệt Nên ngắt hoàn toàn thiết bị khỏi nguồn không cần sử dụng Nhược điểm sơ đồ: Sơ đồ sử dụng hai dây trung tính nối đất tách biệt nên hệ thống cồng kềnh, tốn Sơ đồ TN – C – S : Sơ đồ TN – C sơ đồ TN – S sử dụng lưới tạo thành sơ đồ TN – C – S Sơ đồ TN – C – S kết hợp sơ đồ TN – C TN – S nên khắc phục nhược điểm hai sơ đồ Tuy nhiên cần ý sử dụng sơ đồ TN – C – S sơ đồ TN – C không sử dụng sau sơ đồ TN – S Điểm phân dây PE N thường điểm đầu lưới Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 81 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Hình 6.3 Sơ đồ TN – C – S Qua ta chọn sơ đồ bảo vệ nối đất tòa nhà sơ đồ TN – C – S Xác định điện trở nối đất cọc Thông thường người ta dùng cọc nhọn dài từ 2,4 mét đến mét Đường kính thường 14 – 16mm Được chôn thẳng đứng cách mặt đất từ 0,5 đến mét Khoảng cách cọc với cọc từ đến 15 mét Ở chọn cọc có thông số: Chiều dài cọc: l = 3m; Đường kính cọc: d = 0,015m; Khoảng cách từ cọc lên mặt đất: t = 0,7m; Khoảng cách cọc kế tiếp: a = 9m Điện trở nối đất cọc: Hình 6.4 Cọc nối đất Trong đó: R1c: điện trở nối đất cọc; d: đường kính cọc; l: chiều dài cọc; t: độ chôn sâu cọc, tính từ mặt đất tới điểm cọc ρtt: điện trở suất tính toán đất (chọn điện trở suất đất ρ = 10000 (Ωcm) hệ số kmax = 1,5 (tài liệu [3]) ρtt = ρ.kmax = 100.1,5 = 150(Ωm) Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 82 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN a) Xác định số cọc sơ Số cọc sơ xác định theo kinh nghiệm: Số cọc sơ xác định theo kinh nghiệm: n = = = 14,29 cọc Trong đó: n – số cọc; R1c – điện trở cọc; ηc – hệ số sử dụng cọc; Rnđ – điện trở nối đất Theo tài liệu [3] ηc ≤ 0,85 Điện trở nối đất thiết bị Rnd = Ω Chọn sơ 15 cọc Hệ số sử dụng cọc: Ta có tỷ lệ khoảng cách cọc/chiều dài cọc = 9/3 = Tra phục lục PL6.7 [1] ta tra được: n = 10 ηc = 0,76 ηt = 0,56 n = 20 ηc = 0,71 ηt = 0,47; Dùng phương pháp nội suy ta tính hệ số η c ηt ứng với số cọc n = 15 sau: Điện trở tương đương 15 cọc Xác định điện trở nối nằm ngang Thanh nối có chiều rộng b = 4cm chôn sâu 0,8m Thanh nối nối qua 15 cọc Chiều dài nối l = 14.9 = 126 (m) Điện trở tiếp đất nối với 15 cọc: Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 83 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Trong đó: Hình 6.5 Thanh nối đất b – bề rộng nối; ρtt: điện trở suất tính toán đất (chọn điện trở suất đất ρ = 1000 (Ω/cm) hệ số kmax = 2(tài liệu [2]) ρtt = ρ.kmax = 100.2 = 200(Ωm) Rt – điện trở nối đất nối nằm ngang; l – chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên nối; t – độ sâu chôn nối Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng ηt: b) Xác định điện trở (khuếch tán) thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc thẳng đứng nối ngang Vậy Rtd < Rđyc = Ω nên việc chọn sơ II BẢO VỆ CHỐNG SÉT Cơ sở để lập thiết kế thi công Đối với người, sét nguy hiểm nguồn điện áp cao dòng điện sét lớn Như biết cần dòng điện nhỏ 30mmA qua người chết người Vì dễ hiểu bị sét đánh trực tiếp thường gây chết người Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 84 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Nhiều sét không phóng điện trực tiếp gây nguy hiểm, dòng điện sét qua vật nối đất gây nên chênh lệch lớn vùng đất gần Nếu người đứng gần nơi bị sét đánh, có điện áp bước lớn gây nguy hiểm tới thể người Khi sét đánh vào nhà công trình, tác động dòng điện sét qua, nhà công trình bị hư hỏng độ bền học Vì hệ thống cung cấp điện thiết phải có biện pháp bảo vệ nối đất chống sét Hệ thống vừa phải an toàn, có hiệu tương đối đơn giản ♦ Căn vào số liệu thiết kế thi công công trình ♦ Căn vào tài liệu khảo sát địa chất công trình ♦ Căn vào tiêu chuẩn chống sét hành sau: + TCN 68-174/1998 tiêu chuẩn chống sét Tổng Cục Bưu Điện + 20 TCN 46-84 tiêu chuẩn chống sét Bộ Xây Dựng + NF C17-102/1995 tiêu chuẩn chống sét an toàn Quốc gia Pháp + TCXDVN 46: 2007 tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam + TCVN 4756-86 tiêu chuẩn nối đất an toàn điện hành Việt Nam A a Bảo vệ kim thu sét cổ điển Phạm vi bảo vệ cột thu sét Phạm vi bảo vệ cột thu sét miền giới hạn mặt hình chóp tròn xoay có bán kính xác định phương trình: Trong đó: h – độ cao cột thu sét; rx – bán kính bảo vệ cột sét; hx – độ cao vật cần bảo vệ; p – hệ số, h ≤ 30m p = Nếu h > 30m Hình Phạm vi bảo vệ cột thu sét Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 85 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN (h-hx) – độ cao hiệu dụng cột thu sét Để thuận tiện tính toán thiết kế, dùng dùng phạm vi bảo vệ dạng đơn giản hóa (hình vẽ trên) Khi Nếu hx> 2/3.h rx = 0,75h.p.(1 - ) Nếu hx≤ 2/3.h rx = 1,5h.p.(1 - ) Các công thức dùng trường hợp cột thu sét cao tới 30m Hiệu cột thu sét cao 30m bị giảm độ cao định hướng sét giữ số b Phạm vi hai nhiều cột thu sét Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét có kích thước lớn nhiều so với tổng số phạm vi bảo vệ cột đơn Khu vực có xác suất 100% phóng điện vào cột thu sét có bán kính R = 3,5h Như cột thu sét đặt cách khoảng cách a = 2R = 7h điểm đặt mặt đất khoảng hai cột không bị sét đánh, từ suy cột thu sét đặt cách khoảng cách a < 7h bảo vệ độ cao h0 xác định bởi: h0 = h – a/7 Các phần bên giống trường hợp cột, phần bên giới hạn vòng cung qua điểm: hai đỉnh cột điểm có độ cao h0 Mặt cắt thẳng đứng cắt theo mặt phẳng vuông góc đặt hai cột phạm vi bảo vệ vẽ giống cột có độ cao h Nếu cột có chiều cao khác phần không gian hai cột có phạm vi bảo vệ hình Từ đỉnh cột thấp, vẽ đường thẳng ngang cắt đường sinh phạm vi bảo vệ cột cao (1) điểm Phạm vi bảo vệ hai cột mặt trụ tròn qua hai điểm Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 86 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Hình 6.7 Phạm vi bảo vệ cột thu sét Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 87 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Hình 7.8 Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét Trường hợp cần bảo vệ khu vực rộng sử dụng nhiều cột phối hợp bả vệ có phạm vi bảo vệ hình Điều kiện để khoảng không gian ba cột thu sét bảo vệ đến độ cao hx D ≤ 8(h – hx) = 8ha Trong đường tròn ngoại tiếp đa giác tạo vị trí đặt cột thu sét Nếu h > 30m công thức viết lại sau D≤ 8(h – hx).p = 8ha.p B a Bảo vệ kim thu sét phát xạ sớm (ESE) Thiết bị chống sét tạo tia tiền đạo bao gồm: -Kim thu sét trung tâm đồng điện phân, kim có tác dụng tạo đường dẫn dòng sét liên tục từ tia tiên đạo sét dẫn xuống đất theo dây dẫn sét - Vỏ hộp bảo vệ đồng sét không rỉ, có tác dụng bảo vệ thiết bị ion bên Hộp gắn vào kim thu sét trung tâm - Thiết bị tạo ion, giải phóng ion phát tia tiên đạo Đây thiết bị đặc biệt để tạo vùng bảo vệ rộng lớn với mức độ an toàn cao - Hệ thống điện cực phía có tác dụng phát tia tiên đạo - Hệ thống điện cực phía có tác dụng thu lượng điện trường khí quyển, giúp thiết bị chống sét hoạt động b Nguyên tắc hoạt động kim thu sét phát xạ sớm: Đầu kim thu sét nhận lượng cần thiết khí để tích trữ điện tích bầu hình trụ Kim thu lượng từ vùng điện trường xung Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 88 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN quanh thời gian giông bão khoảng từ 10 tới 20.000 V/m Đường dẫn chủ động bắt đầu điện trường xung quanh vượt giá trị cực bảo đảm nguy sét đánh nhỏ Phát tín hiệu điện cao với biên độ, tần số định tạo đường dẫn sét chủ động phía đồng thời làm giảm điện tích xung quanh Đầu thu sét tức cho phép giảm thời gian yêu cầu phát đường dẫn sét chủ động phía liên tục Điều khiển giải phóng ion thời điểm: thiết bị ion hoá cho phép ion phát khoảng thời gian ngắn thời điểm thích hợp đặc biệt, vài phần giây trước có phóng điện sét, đảm bảo dẫn sét kịp thời, xác an toàn Thiết bị phát xạ sớm tia tiên đạo thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, không gây tiếng động, tác động vòng vài µs trước có dòng sét thực đánh xuống có hiệu thời gian lâu dài * Đặc điểm trình ION hóa : - Quá trình ion hoá đặc trưng tính chất sau : - Điều khiển giải phóng ion thời điểm - Thiết bị ion hóa cho phép ion phát khoảng thời gian ngắn thời điểm thích hợp, vài phần giây trước có phóng điện sét, đảm bảo dẫn sét kịp thời, xác an toàn - Sự hình thành hiệu ứng CORONA - Sự xuất số lớn electron tiên đạo với gia tăng điện trường có tác dụng rút ngắn thời gian tạo hiệu ứng CORONA - Sự phóng tia tiên đạo phía để thu sét - Đầu thu sét phát đường dẫn sét phí nhanh điểm nhọn gần Do đảm bảo dẫn sét chủ động xác c Vùng bảo vệ: Bán kính bảo vệ kim thu sét phát tia tiên đạo (ESE) phụ thuộc vào độ cao (h) đầu kim so với mặt phẳng cần bảo vệ Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 89 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Theo NF C 17-102: Nếu h< 5m dùng phương pháp đồ thị theo mục 2.2.3.3.a, b c tiêu chuẩn NF C 17-102 Trong đó: Rp: bán kính bảo vệ h :chiều cao thực kim thu tính từ mặt bảo vệ; D : bán kính đánh sét theo lý thuyết cầu lăn Theo NF C 17-102 thì: D = 20 m mức bảo vệ cấp I D = 45 m mức bảo vệ cấp II D = 60 m mức bảo vệ cấp III ∆L :độ dài tia tiên đạo đầu ESE phát tính mét (m) ΔT: thời gian phát tia tiên đạo sớm kim thu lôi ESE tính (μs) V: vận tốc lan tuyền tia tiên đạo khí tính (m/μs) Giá trị V tính toán, đo đạt theo thực nghiệm nêu tiêu chuẩn NF C 17-102 A Bảo vệ chống sét cho tòa nhà Chọn lựa phương thức bảo vệ chống sét Để đảm bảo an toàn tin cậy cho công trình, ta lựa chọn phương pháp bảo vệ chống sét dùng đầu thu ESE hiệu Pulsar hãng Helita (Pháp) Hệ thống cung cấp trọn gói thiết bị kèm theo như: kim thu ESE, cột đỡ kim thu, dây giằng neo tăng đơ, cáp thoát sét, hệ thống cọc tiếp địa, dây tiếp đất nối cọc, hóa chất làm giảm điện trở đất (được cho vào hố chôn cọc tiếp địa) Chọn đầu thu Pulsar60 với bán kính bảo vệ cấp III 71 m Chiều cao tối thiểu kim thu so với mặt cần bảo vệ 4m Độ lợi thời gian đầu thu ∆L = 60μs, thước đo mức độ an toàn D = 45 Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 90 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Vị trí lắp đặt: Chiều cao tòa nhà xác định 106 m Ta chọn vị trí lắp đặt nằm mặt cao tầng thượng tòa nhà, đồng thời nhằm mục đích bảo vệ cho trạm biến áp B Tính tóa hệ thống tiếp địa chống sét Sử dụng cọc có đường kính 0,015m dài 3m làm hệ thống cọc Các cọc chôn thành dãy, cọc cách 9m, cọc hàn với hệ thống ngang có bề rộng b = 40mm chôn sâu 0,8m Cũng tương tự phần tính toán nối đất trạm biến áp ta có điện trở cọc: R1c = 48,61(Ω) Xác định số cọc sơ bộ: Trong đó: n – số cọc; R1c – điện trở cọc; ηc – hệ số sử dụng cọc; Rnđ – điện trở nối đất Chọn ηc ≤ 0,91 Điện trở nối đất chống sét Rnđyc = 10 Ω Nên ta có: n ≥ = 5,34 Chọn sơ n = 6(cọc) bố trí thẳng hàng thành dãy Tỷ số a/l = 9/3 = Chọn ηc = 0,88 ηt = 0,92 Điện trở thực tế hệ thống cọc thẳng đứng: Rc = = = 9,21(Ω) Thanh nối ngang nối cọc lại nối đến chân tòa nhà cách 5m Chiều dài nối ngang l = 6.9+5 = 59(m) Điện trở khuếch tán hệ thống nối ngang: Rt = ln = ln = 6,63(Ω) Điện trở thực tế hệ thống nối ngang: Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 91 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN Rtt = = = 7,21(Ω) Điện trở hệ thống nối đất: Rnd = = = 4,04(Ω) < 10(Ω) Vậy lựa chọn cọc chôn theo dãy đạt tiêu chuẩn C Lựa chọn cấp thoát sét Cáp thoát sét phải đảm bảo dẫn dòng sét xuống đất cách an toàn Tiết diện dây thoát sét xác định độ bền nhiệt bảo đảm không bị nóng chảy dòng sét chảy qua Số lượng dây thoát sét công trình cao 60m phải dùng tối thiểu dây Dây thoát sét nối với điện cực thu sét với hệ thồng tiếp đất Phải gắn chặt vào kim thu sét hệ thống tiếp đất Đi theo đường ngắn tới hệ thống tiếp đất Tại đoạn rẽ phải rẽ với góc 900 Phải gắn vào tường, đặt nơi an toàn tránh nguy hiểm cho người thiết bị điện tử nhạy cảm đường dây thông tin, dây nguồn Dựa vào tài liệu nhà cung cấp ta chọn Đầu cáp ép vào cột Inox Đai cố định đầu cáp (hay gọi cô nhuê Inox) thiết bị, 30 - 50cm cố định đai Hai đường cáp đồng bện dẫn sét đảm bảo khả dẫn sét nhanh chóng an toàn cho công trình, cáp thoát sét với diện tích cắt ngang 50mm2 - 70mm2 Cáp chạy từ mái công trình xuống cách 1,5m có phụ kiện kẹp định vị cáp thoát sét Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 92 ĐATN - THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ INTRACOM – CẦU DIỄN [1] TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Đặng Văn Đào – Kỹ thuật chiếu sáng 2002 [2] Nguyễn Công Hiền - Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng nhà xuất Khoa học kỹ thuật 2006 [3] Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 2009 [4] Ngô Hồng Quang – Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện 2000 [5] Viễn Sum – Chống sét cho nhà công trình Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Sinh viên thực : Lương Xuân Trung – KTĐ3-K55 93