Thiết Kế Hệ Thống Chiếu Sáng Cao Ốc Citilight

Chương Thiết kế chiếu sáng CHƯƠNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 1.1 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG: - Chiếu sáng làm việc: dùng để đảm bảo làm việc, hoạt động bình thường người, vật phương tiện vận chuyển thiếu ánh sáng tự nhiên - Chiếu sáng cố: cho phép tiếp tục làm việc thời gian đảm bảo an toàn người khỏi nhà hệ chiếu sáng làm việc bò hư hỏng hay bò cố - Chiếu sáng an toàn: để phân tán người (trong nhà trời) cần thiết lối lại, nơi xí nghiệp công cộng có 50 người, cầu thang nhà có từ tầng trở lên, phân xưởng có 50 người nơi khác 100 người - Chiếu sáng bảo vệ: cần thiết đêm công trình xây dựng nơi sản xuất 1.1.1 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ: a/ Chọn nguồn sáng: ù chọn nguồn sáng theo tiêu chuẩn sau đây: - Nhiệt độ màu chọn theo biểu đồ Kruithof - Chỉ số màu - Việc sử dụng tăng cường gián đoạn đòa điểm - Tuổi thọ đèn - Quang hiệu đèn b/ Lựa chọn hệ thống chiếu sáng: Để thiết kế chiếu sáng nhà, thường sử dụng phương thức chiếu sáng sau: - Hệ (hệ chiếu sáng chung): - Hệ (hệ chiếu sáng hỗn hợp): c/ Chọn thiết bò chiếu sáng: Chương Thiết kế chiếu sáng Sự lựa chọn TBCS phải dựa điều kiện sau: - Tính chất môi trường xung quanh - Các yêu cầu phân bố ánh sáng giảm chói - Các phương án kinh tế d/ Chọn độ rọi E: Việc chọn độ rọi phụ thuộc vào yếu tố sau: - Loại công việc, kích thước vật, sai biệt vật hậu cảnh - Mức độ căng thẳng công việc - Lứa tuổi người sử dụng - Hệ chiếu sáng, loại nguồn sáng lựa chọn e/ Chọn hệ số dự trữ k (hệ số bù d): Trong thiết kế chiếu sáng, tính công suất cần phải ý trình vận hành hệ chiếu sáng, giá trò độ rọi mặt phẳng làm việc giảm Những nguyên nhân làm giảm độ rọi E là: giảm quang thông nguồn sáng trình làm việc, giảm hiệu suất đèn TBCS, tường, trần bò bẩn Như vậy, tính công suất nguồn sáng để đảm bảo giá trò tiêu chuẩn mặt phẳng làm việc trình vận hành TBCS cần phải cho thêm hệ số tính đến giảm độ rọi E Hệ số gọi hệ số dự trữ k (Liên Xô cũ) hay hệ số bù d (Pháp) 1.1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG: Có nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng như: - Liên Xô có phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp hệ số sử dụng + Phương pháp công suất riêng + Phương pháp điểm - Mỹ có phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp quang thông + Phương pháp điểm - Còn Pháp có phương pháp tính toán chiếu sáng sau: + Phương pháp hệ số sử dụng Chương Thiết kế chiếu sáng + Phương pháp điểm phương pháp tính toán chiếu sáng phầm mềm chiếu sáng Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng [2] gồm có 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 đèn 6/ Lựa chọn chiều cao treo đèn: Tùy theo: đặc điểm đối tượng, loại công việc, loại bóng đèn, giảm chói, bề mặt làm việc Ta phân bố đèn sát trần (h’=0) cách trần khoảng h’ Chiều cao bề mặt làm việc độ cao 0.8 m so với sàn (mặt bàn) sàn tùy theo công việc Khi độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt= H - h’-0.8 (với H: chiều cao từ sàn đến trần) (1.1) Cần ý chiều cao htt đèn huỳnh quang không vượt m, không độ sáng bề mặt làm việc không đủ Còn đèn thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại… nên treo độ cao từ 5m trở lên để tránh chói 7/ Xác đònh thông số kỹ thuật ánh sáng: - Tính số đòa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học đòa điểm K= ab htt (a + b) (1.2) Với: a,b – chiều dài rộng phòng; htt – chiều cao h tính toán - Tính hệ số bù: dựa vào bảng phụ lục tài liệu [2] - Tính tỷ số treo: j = h' h'+htt (1.3) Với: h’ – chiều cao từ bề mặt đèn đến trần Xác đònh hệ số sử dụng: Dựa thông số: loại đèn, tỷ số treo, số đòa điểm, hệ số phản xạ trần, tường, sàn ta tra giá trò hệ số sử dụng bảng nhà chế tạo cho sẵn Chương Thiết kế chiếu sáng 8/ Xác đònh quang thông tổng yêu cầu: Φ tong = Trong đó: Etc Sd U (1.4) Etc – độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn (lux) S – diện tích bề mặt làm việc (m2) d – hệ số bù Фtong – quang thông tổng đèn (lm) 9/ Xác đònh số đèn: N boden = Φ tong (1.5) Φ cacbong / 1bo Kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ % = N boden Φ cacbong / 1bo − Φ tong Φ tong (1.6) 100% Trong thực tế sai số từ –10% đến 20% chấp nhận 10/ Phân bố đèn dựa yếu tố: - Phân bố cho độ rọi đồng tránh chói, đặc điểm kiến trúc đối tượng, phân bố đồ đạc - Thỏa mãn yêu cầu khoảng cách tối đa dãy đèn dãy, dễ dàng vận hành bảo trì 11/ Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc: Etb = N boden Φ cacbong / 1bo U (1.7) Sd Trên phần lý thuyết tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng Sau phần tóm tắt bước tính toán chiếu sáng theo phương pháp trên: – Kích thước: – trần: chiều dài a = (m); chiều rộng b= (m) chiều cao H = (m); diện tích (m2) Hệ số phản xạ trần ρtr= tường: Hệ số phản xạ tường ρtg= sàn: Hệ số phản xạ sàn ρlv= – Độ rọi yêu cầu: Etc= (lx) S= Chương Thiết kế chiếu sáng – Chọn hệ chiếu sáng: – Chọn khoảng nhiệt độ màu: Tm= (0K) theo đồ thò đường cong Kruithof – Chọn bóng đèn: loại: T m= (0K) Pđm= (w) Ra= – Chọn đèn: Фđ= (lm) loại: Cấp đèn: hiệu suất: Số đèn /1 bộ: quang thông bóng/1bộ: Ldọcmax= Lngangmax= – Phân bố đèn: cách trần h’= (m); bề mặt làm việc: Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt= – Chỉ số đòa điểm: K= 10 – Hệ số bù: d = ab htt (a + b) = j= 11 – Tỷ số treo: h' = h'+htt 12 – Hệ số sử dụng: U= 13 – Quang thông tổng : Φ tong = Etc Sd = U Φ tong 14 – Xác đònh số đèn: N boden = Φ = cacbong / 1bo Chọn số đèn: Nboden= 15 – Kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ % = N boden Φ cacbong / 1bo − Φ tong Φ tong Kết luận: 16 – Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc: Etb = 17 – Phân bố đèn: N boden Φ cacbong / 1bo U Sd = 100% (lm) (m) (m) Chương Thiết kế chiếu sáng 1.2 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG: Vì đặc trưng tòa nhà Citilight Tower cao ốc văn phòng nên tác giả chọn tầng khu văn phòng để áp dụng tính toán chiếu sáng với toán cụ thể sau: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TẦNG Văn phòng – Kích thước: chiều dài a = 42.8 (m); chiều rộng b= 7.5 chiều cao H = 2.8 – trần: vàng creme (m); diện tích Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7 tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5 sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2 – Độ rọi yêu cầu: (m) S= 321 (m 2) Etc= 300 (lx) – Chọn hệ chiếu sáng: chung 5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 4000 (0K) theo đồ thò đường cong Kruithof – Chọn bóng đèn: loại: Multiclaude optique haut rendement Pđm=36 (w) Фđ= 3450 (lm) Tm= 4000 (0K) Ra= 85 – Chọn đèn: loại: CFR 340 hiệu suất:100% Số đèn /1 bộ:3 quang thông bóng/1bộ:3x3450 (lm) – Phân bố đèn: cách trần h’= (m); bề mặt làm việc: 0.8 (m) Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt= (m) ab – Chỉ số đòa điểm: K = h (a + b) = 3.19 tt 10 – Hệ số bù: d =1.25 11 – Tỷ số treo: j = h' =0 h'+htt 12 – Hệ số sử dụng: U=0.77 13 – Quang thông tổng : Φ tong = Etc Sd = 156331 (lm) U Φ tong 14 – Xác đònh số đèn: N boden = Φ = 15.1 cacbong / 1bo Chương Thiết kế chiếu sáng Chọn số đèn: Nboden= 15 15 – Kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ % = N boden Φ cacbong / 1bo − Φ tong Φ tong 100% = -0.007 Kết luận: thỏa yêu cầu 16 – Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc: Etb = N boden Φ cacbong / 1bo U Sd = 298 (lx) Do cách bố trí mặt xây dựng nên khu vực văn phòng chia làm nhiều khu nhỏ Nhưng yêu cầu chiếu sáng cách bố trí phần hoàn toàn tương tự nên tính gần ta có kết khu vực nhỏ văn phòng sau: – Kích thước: chiều dài a = 18.1 (m); chiều rộng b= 4.3 chiều cao H = 2.8 (m); diện tích (m) S= 77.83 (m2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = 14.4 (m); chiều rộng b= 11.5 chiều cao H = 2.8 (m); diện tích (m) S= 165.6 (m2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = 7.8 chiều cao H = 2.8 (m); chiều rộng b= 3.3 (m); diện tích (m) S= 25.74 (m 2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = 14.1 (m); chiều rộng b= 4.3 chiều cao H = 2.8 (m); diện tích (m) S= 60.63 (m 2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = 14.4 (m); chiều rộng b= 7.5 (m) chiều cao H = 2.8 (m); diện tích (m2) S= 108 = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = 7.8 (m); chiều rộng b= 3.3 chiều cao H = 2.8 (m); diện tích (m) S= 25.74 (m 2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= Tổng số đèn cung cấp cho khu vực văn phòng tầng Ntổngbộđèn = 42 (3x36W) Chương Thiết kế chiếu sáng TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TẦNG Khu vệ sinh – Kích thước: chiều dài a = chiều cao H = 2.8 – trần: vàng creme (m); chiều rộng b= (m); diện tích Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7 tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5 sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2 – Độ rọi yêu cầu: (m) S= 36 (m2) Etc= 150 (lx) – Chọn hệ chiếu sáng: chung 5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thò đường cong Kruithof – Chọn bóng đèn: loại: compact Ra= 85 – Chọn đèn: Pđm=18 (w) Số đèn /1 bộ:1 Фđ=1300 (lm) Tm= 4000 (0K) quang thông bóng/1bộ:1300 (lm) – Phân bố đèn: cách trần h’= (m); bề mặt làm việc: 0.8 (m) Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt= (m) ab – Chỉ số đòa điểm: K = h (a + b) =1.5 tt 10 – Hệ số bù: d =1.25 11 – Tỷ số treo: j = h' =0 h'+htt 12 – Hệ số sử dụng: U=0.65 13 – Quang thông tổng : Φ tong = Etc Sd =10385 (lm) U Φ tong 14 – Xác đònh số đèn: N boden = Φ = 7.9 cacbong / 1bo Chọn số đèn: Nboden= 15 – Kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ % = Kết luận: thỏa yêu cầu N boden Φ cacbong / 1bo − Φ tong Φ tong 100% = 0.001 Chương Thiết kế chiếu sáng 16 – Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc: Etb = N boden Φ cacbong / 1bo U Sd = 150.2 (lx) TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TẦNG Khu vực hành lang – Kích thước: chiều dài a = 21 (m); chiều cao H = 2.8 – trần: vàng creme chiều rộng (m); diện tích b= 4.5 (m) S= 94.5 (m2) Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7 tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5 sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2 – Độ rọi yêu cầu: Etc= 150 (lx) – Chọn hệ chiếu sáng: chung 5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thò đường cong Kruithof – Chọn bóng đèn: loại: compact Ra= 85 – Chọn đèn: Pđm=18 (w) Số đèn /1 bộ:1 Фđ=1300 (lm) Tm= 4000 (0K) quang thông bóng/1bộ:1300 (lm) – Phân bố đèn: cách trần h’= (m); bề mặt làm việc: 0.8 (m) Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt= (m) ab – Chỉ số đòa điểm: K = h (a + b) =1.85 tt 10 – Hệ số bù: d =1.25 11 – Tỷ số treo: j = h' =0 h'+htt 12 – Hệ số sử dụng: U=0.71 13 – Quang thông tổng : Φ tong = Etc Sd =24956 (lm) U Φ tong 14 – Xác đònh số đèn: N boden = Φ = 19.19 cacbong / 1bo Chọn số đèn: Nboden= 20 Chương Thiết kế chiếu sáng 15 – Kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ % = N boden Φ cacbong / 1bo − Φ tong Φ tong 100% = 0.04 Kết luận: thỏa yêu cầu 16 – Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc: Etb = N boden Φ cacbong / 1bo U = 156 (lx) Sd Do cách bố trí mặt xây dựng nên khu vực hành lang chia làm nhiều khu nhỏ Nhưng yêu cầu chiếu sáng cách bố trí phần hoàn toàn tương tự nên tính gần ta có kết khu vực nhỏ hành lang sau: – Kích thước: chiều dài a = (m); chiều cao H = 2.8 chiều rộng b= 1.6 (m); diện tích (m) S= 14.4 (m2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= – Kích thước: chiều dài a = (m); chiều cao H = 2.8 chiều rộng b= 1.6 (m); diện tích (m) S= 12.8 (m 2) = > Số đèn cần bố trí cho khu vực : Nbộ đèn= Tổng số đèn chiếu sáng cho khu vực hành lang N∑bộđèn= 30 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TẦNG Khu Lobby, cầu thang – Kích thước: chiều dài a =11 (m); chiều cao H = 2.8 – trần: vàng creme chiều rộng b= 4.5 (m); diện tích Hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7 tường: vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5 sàn: gạch Hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.2 – Độ rọi yêu cầu: (m) S= 49.5 (m 2) Etc= 150 (lx) – Chọn hệ chiếu sáng: chung 5– Chọn khoảng nhiệt độ màu:Tm= 2700 (0K) theo đồ thò đường cong Kruithof – Chọn bóng đèn: loại: compact Ra= 85 Pđm=18 (w) Фđ=1300 (lm) Tm= 4000 (0K) Chương điện Nối đất hệ thống Nguồn nối đất sơ đồ TT Trong mạng, vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên lưới nối với dây trung tính Một vài phương án sơ đồ TN là: - SƠ ĐỒ TN-C ( pha dây) (C- common, compound) Đặ L1 L2 L3 PEN RndHT Hình 7.2 SƠ ĐỒ TN-C c tính: Dây trung tính dây bảo vệ gọi PEN Sơ đồ không phép sử dụng dây nhỏ 10mm2 (dây Cu) 16mm2 (dây Al) thiết bò điện cầm tay Sơ đồ TN-C đòi hỏi đẳng hiệu lưới với nhiều điểm nối đất lặp lại Các vỏ thiết bò vật dẫn tự nhiên nối với dây trung tính Các lắp PE: dây trung tính PE sử dụng chung gọi dây PEN Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : sơ đồ có dòng chạm vỏ điện áp tiếp xúc lớn nên: - Có thể ngắt điện trường hợp hư hỏng cách điện - Ngắt điện thực CB (Circuit Breaker: máy cắt tự động hạ cầu chì) RCD (thiết bò chống dòng rò) không sử dụng cố hư hỏng cách điện coi ngắn mạch pha- trung tính - SƠ ĐỒ TN-S: (3 pha dây) (S - separate) Chương điện Nối đất hệ thống L1 L2 L3 N PE RndHT Hình 7.3 SƠ ĐỒ TN-S Đặc tính: Dây bảo vệ trung tính riêng biệt Đối với cáp có vỏ bọc chì, dây bảo vệ thường vỏ chì Hệ TN-S bắt buộc mạch có tiết diện nhỏ 10mm (dây Cu) 16mm2 (dây Al) thiết bò di động Cách nối đất: Điểm trung tính biến áp nối đất lần đầu vào lưới Các vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên nối với dây bảo vệ PE Dây nối với trung tính biến áp Bố trí dây PE: Dây PE tách biệt với dây trung tính đònh kích cỡ theo dòng cố lớn xảy Bố trí bảo vệ chống chạm điện: dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên: - Tự động ngắt điện có hư hỏng cách điện; - Các CB, cầu chì đảm nhận vai trò này, RCD, bảo vệ chống chạm điện tách biệt với bảo vệ ngắn mạch pha-pha pha- trung tính - SƠ ĐỒ TN-C-S: Sơ đồ TN-C TN-S sử dụng lưới Trong sơ đồ TNC-S, sơ đồ TN-C (4 dây) không sử dụng sau sơ đồ TN-S Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường điểm đầu lưới Chương điện Nối đất hệ thống TNS TNC L1 L2 L3 N PE PEN RndHT Hình 7.4 SƠ ĐỒ TN-C -S 7.2.3 SƠ ĐỒ IT: (trung tính cách ly, bảo vệ nối đất) vỏ kim loại trung tính Cách ly nối đất qua điện trở I≡ Isolate≡ cách ly Đất (Terre≡T) L1 L2 L3 N PE RndTB Hình 7.5 SƠ ĐỒ IT Vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên nối tới điện cực nối đất chung SƠ ĐỒ IT: (nối đất qua tổng trở) Bộ hạn chế áp (Overvoltage Limiter) Zs RndHT Hình 7.6 SƠ ĐỒ IT (nối đất qua tổng trở) Chương điện Nối đất hệ thống Đặc tính: Cách nối đất: Điểm trung tính máy biến áp cách ly với đất nối đất qua điện trở hạn chế áp Trong điều kiện bình thường, áp gần với áp vỏ thiết bò qua điện dung rò so với đất mạch thiết bò Vỏ thiết bò vật dẫn tự nhiên nhà nối tới điện cực nối đất riêng Bố trí dây PE: dây PE tách biệt với dây trung tính đònh cỡ theo dòng cố lớn Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : dòng cố có hư hỏng cách điện thường thấp không nguy hiểm Khó có khả đồng thời xảy cố hai điểm mạng lắp đặt thiết bò giám sát cách điện để bảo vệ báo tín hiệu xảy cố điểm thứ Từ đònh vò xác loại trừ Như hệ thống điện hạ áp, ta có nhiều cách nối đất khác Tùy vào mục đích sử dụng cách thiết kế khác nhau, có sơ đồ nối đất khác Nhưng chọn lựa sơ đồ điều trước tiên sơ đồ phải đảm bảo tính an toàn cho thiết bò điện tính mạng người Đối với công trình tòa nhà cao ốc văn phòng – khu thương mại thường sử dụng hai loại sơ đồ nối đất là: Sơ đồ TT Sơ đồ TN-C-S Với sơ đồ nối đất TT bảo vệ chống chạm điện gián tiếp thực RCD, giá thành RCD cao thiết bò bảo vệ CB Sơ đồ TT hệ thống gồm có dây (3 dây pha, dây trung tính, dây bảo vệ PE) nên tốn dây dẫn, đặc biệt loại thiết bò điện nối dây dẫn có tiết diện lớn, giá thành dây dẫn cao Trong sơ đồ TN-C-S, bảo vệ chống chạm điện gián tiếp thực thiết bò bảo vệ CB, với thiết bò bảo vệ đảm bảo độ tin cậy an toàn cho người thiết bò điện Nếu dùng sơ đồ TN-C hệ thống Chương điện Nối đất hệ thống gồm có dây (3 dây pha dây PEN), điều tiết kiệm chi phí dây dẫn, đặc biệt mạng điện sử dụng dây dẫn có tiết diện lớn Dựa vào đặc điểm trên, để hệ thống vừa đảm bảo an toàn, vừa tiết kiệm chi phí đầu tư tác giả chọn hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Citilight Tower theo sơ đồ TN-C-S 7.3 TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CHO CÔNG TRÌNH: Đối với mạng điện có điện áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm không vượt 4Ω (riêng với thiết bò nhỏ, công suất tổng máy phát điện, máy biến áp không 100KVA cho phép đến 10Ω) Nối đất lập lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở không qua 10Ω Có điều cần lưu ý hệ thống nối đất cho chống sét hệ thống nối đất cho thiết bò nhằm đảm bảo an toàn cho người vận hành hoàn toàn riêng rẽ Hai hệ thống có điểm cách từ 6m trở lên.( theo quy phạm Tiệp Khắc số nước Châu Âu) [3] (phần giải thích chương Chống Sét) Ở chương tác giả tập trung vào tính toán nối đất an toàn, nối đất chống sét tính chi tiết chương Chống Sét * TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN: Các thông số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 4Ω [7] - Điện trở suất đất: Tòa nhà Citilight Tower xây dựng Thành Phố HCM nên đất thuộc loại đất bồi phù sa  ρđất = 20 – 100 Ωm [7]  Giả sử thời điểm đo ρđất = 50 Ωm - Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu: [9] Chương điện Nối đất hệ thống Loại nối đất Loại điện cực Nối đất an toàn Cọc thẳng đứng - Độ chôn sâu (m) Hệ số mùa Km (đất khô) 0.8 1.4 Chọn cọc tiếp đất: t0 l t = t0+ d Hình 7.7 Cọc nối đất chôn sâu Cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng có đường kính d = 20mm, cọc dài 3m, độ chôn sâu cọc: t0 = 0.8 m, khoảng cách hai cọc gần L = 6m Dây nối cọc tiếp đất dây đồng trần có tiết diện 70mm to=0.8m Mặt đất l=3m - Dây nối cọc tiếp đất Dây đồng trần 70mm2 Mối hàn Cọc tiếp đất L = 6m Hình 7.8 Hệ thống nối đất an toàn Chương điện Nối đất hệ thống Tính toán: Điện trở tản cọc: Rc = ρ tt  2l 4t + l   ln + ln ,Ω 2πl  d 4t − l  (7.1) Trong đó: l: chiều dài cọc tiếp đất (m), l = m d: đường kính cọc tiếp đất (m), d = 20 mm = 0.02m t: độ chôn sâu cọc tính từ cọc (m), l t = t0 + = 0.8 + = 2.3 m ρtt = Km ρđo = 1.4 x 50 = 70 Ωm  Rc = 70  2.3 x 2.3 +  + ln  ln  = 21.18Ω 2π  0.02 x 2.3 −  Ước lượng sơ số cọc cần: Rc n=R = nd 21.18 = 5.29 Giả sử hệ thống nối đất có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở không đáng kể Ta có thông số sau: n = 6, Rc = 21.18 Ω tỷ số L = =2 l  Hệ số sử dụng cọc η c = 0.8  Điện trở nối đất Rnđ = Rc 21.18 = = 4.4Ω > Ω , không đạt nη x0.8  Tăng số cọc lên cọc => η = 0.8 => Rnđ = 3.78 Ω < Ω, đạt Vậy số cọc cần n = cọc Chương điện Nối đất hệ thống Chương Chống sét trực tiếp CHƯƠNG CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP 8.1 TỔNG QUAN VỀ SÉT: 8.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG SÉT: chọn hệ thống chống sét kiểu đại cho tòa nhà Citilight Tower 8.2 HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT: * TÍNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT: Các thông số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 10 Ω [7] - Điện trở suất đất: Tòa nhà Citilight Tower xây dựng Thành Phố HCM nên đất thuộc loại đất bồi phù sa  ρđất = 20 – 100 Ωm [7]  Giả sử thời điểm đo ρđất = 50 Ωm - Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu: [9] Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu (m) Hệ số mùa Km (đất khô) Nối đất chống sét Cọc thẳng đứng 0.8 1.15 - Chọn cọc tiếp đất: t0 t = t0+ d Cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng có đường kính d = 20mm, cọc dài 3m, độ chôn sâu cọc: t0 = 0.8 m, khoảng cách hai cọc gần L = 6m - Dây nối cọc tiếp đất dây đồng trần có tiết diện 70mm Chương Chống sét trực tiếp to=0.8m Mặt đất l=3m Dây nối cọc tiếp đất Dây đồng trần 70mm2 Mối hàn Cọc tiếp đất L = 6m Hình 8.2 Hệ thống nối đất chống sét Tính toán: Điện trở tản xoay chiều cọc: R~c = ρ tt  2l 4t + l   ln + ln ,Ω 2πl  d 4t − l  (8.1) Trong đó: l: chiều dài cọc tiếp đất (m), l = m d: đường kính cọc tiếp đất (m), d = 20 mm = 0.02m t: độ chôn sâu cọc tính từ cọc (m), l t = t0 + = 0.8 + = 2.3 m ρtt = Km ρđo = 1.4 x 50 = 70 Ωm R~c = 70  2.3 x 2.3 +  + ln  ln  = 21.18Ω 2π  0.02 x 2.3 −  Điện trở tản xung kích cọc nối đất: Rxk = αxk R~c Trong đó: αxk: hệ số xung kích cọc R~c: điện trở tản xoay chiều cọc Rxk: điện trở xung kích cọc (8.2) Chương Chống sét trực tiếp Giả sử dòng sét Is = 20 KA => αxk= 0.7 => Rxk = 0.7 x 21.18 = 14.82 Ω Hệ nối đất có n cọc giống (điện trở dây nối chúng bỏ qua) ghép song song cách đoạn L điện trở xung kích tổ hợp tính theo: R xk Rxk∑ = n.η = Rnđ xk (8.3) Trong đó: Rxk: điện trở xung kích cọc ηxk: hệ số xung kích tổ hợp Ước lượng sơ số cọc cần: R xk n=R = nd 14.82 = 1.48 10 Giả sử hệ thống nối đất có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở không đáng kể Ta có thông số sau: n =2, Rxk = 14.82 Ω tỷ số L = =2 l  Hệ số sử dụng xung kích cọc ηxk = 0.8 R 14.82 xk Điện trở nối đất Rnđ = nη = x0.8 = 9.26Ω < 10 Ω , đạt xk Vậy số cọc cần sử dụng cọc - CHỌN THIẾT BỊ THU SÉT: Dựa vẽ mặt bằng, với vò trí đầu ESE đặt vò trí trung tâm tòa nhà bán kính bảo vệ đầu thu sét Rp ≥ 40 m Vì tác giả chọn thiết bò thu sét với đặc tính sau: Đầu thu sét phát tia tiên đạo sớm ESE hiệu Saint – Elmo [7]: h (m) Mã hiệu Cấp bảo vệ Rp (m) SE - ∆L = 15 m III (D = 60m) 41 Trong đó: h: chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt bảo vệ (m) Rp: bán kính bảo vệ đầu thu sét ESE (m) ΔL: độ lợi khoảng cách phóng tia tiên đạo (m) Chương Chống sét trực tiếp D : khoảng cách kích hoạt, phụ thuộc vào cấp bảo vệ I, II, III (m) - CHỌN DÂY DẪN DÒNG SÉT TỪ ĐẦU ESE XUỐNG HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT: Để đảm bảo dây dẫn sét không bò phá hủy có dòng điện sét qua tiết diện dây không nhỏ 50 mm2 [7] Do chọn dây dẫn có tiết diện 70 mm2 làm dây dẫn sét cho công trình Kết bàn luận KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Đến toán thiết kế cung cấp điện cho cao ốc văn phòng – trung tâm thương mại Citilight Tower xem hoàn thành Dựa việc tính toán nhu cầu phụ tải cách chi tiết phương pháp hệ số sử dụng, Luận văn đưa phương án cụ thể, từ việc chọn lựa máy biến áp công suất 2x1000 KVA, máy phát dự phòng công suất 640KVA, việc thiết kế hệ thống chiếu sáng với phương pháp hệ số sử dụng, hệ thống dây dẫn, hệ thống nối đất theo tiêu chuẩn IEC, hệ thống chống sét theo phương pháp đại với việc dùng đầu ESE phát tia tiên đạo sớm lựa chọn thiết bò bảo vệ dựa dòng đònh mức, dòng ngắn mạch pha ngắn mạch pha cho toàn hệ thống điện tòa nhà vận hành đạt hiệu suất cao gắn liền với đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người thiết bò điện công trình Cách giải vần đề luận văn kết hợp thực tiễn lý thuyết, nghiêng lý thuyết nhiều Mặc dù ngày nay, với phát triển vũ bão công thông tin, có nhiều phần mềm đời, giải cách nhanh chóng toán thiết kế cung cấp điện Nhưng người kỹ sư việc nắm vững lý thuyết giúp ta sử dụng phần mềm cách sáng tạo xác Trong giai đoạn hội nhập quốc tế, tiêu chuẩn Kỹ thuật điện Việt Nam ngày thay đổi để phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế; đồng thời cao ốc văn phòng – khu thương mại cao cấp Citilight Tower xây dựng ngày nhiều hơn, việc áp dụng tiêu chuẩn Kỹ thuật điện quốc tế IEC để giải vấn đề luận văn hướng mang tính khả thi cao Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO SÁCH THAM KHẢO [1] Schneider Electric S.A (2006) Hướng dẫn Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [2] Phan Thò Thanh Bình – Dương Lan Hương – Phan Thò Thu Vân (2002) Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [3] Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (2005) Cung cấp điện Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [4] Dương Lan Hương (2005) Kỹ thuật chiếu sáng Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [5] Huỳnh Nhơn (2005) Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [6] Hồ Văn Hiến (2005) Hướng dẫn đồ án môn học điện Thiết kế mạng điện Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [7] Phan Thò Thu Vân (2003) An toàn điện Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [8] Hoàng Việt (2005) Kỹ thuật cao áp Tập Quá điện áp hệ thống điện Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [9] Hồ Văn Nhật Chương (2003) Bài tập Kỹ thuật điện cao áp Nhà Xuất Bản Đại học Quốc gia TP.HCM [10] Comet Lighting Catalogue 4/2007 [11] Mitsubishi – Circuit Breakers Catalogue [12] Merlin Gerin Multi Catalogue 2000 Tài liệu tham khảo TRÍCH TỪ INTERNET - Citilight Tower Hồ Chí Minh, http://www.metvuong.com/grouppage (ngày truy cập 15/10/2007) - ATS – Automatic Transfer Switch – Bộ chuyển đổi nguồn tự động, http://www.imetrade.com/index (ngày truy cập 1/11/2007) - Perkins 2800 – 640 KVA Generator, http://www.international-power.net (ngày truy cập 12/11/2007) - Sét giải pháp phòng chống sét, http://phuongnamtech.com/newdetail (ngày truy cập 6/12/2007) - Kiến thức phổ thông dông, sét, http://www.thunderstorm.org.vn/kienthuc.htm (ngày truy cập 6/12/2007) - Giải pháp hệ thống chống sét trực tiếp, http://www.elcom-hcm.com/forum/index (ngày truy cập 6/12/2007)