Đồ án tốt nghiệp cung cấp điện cho toà nhà ở cao 17 tầng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN III: SỐ LIỆU ĐỂ LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giới thiệu về công trình 2. Số liệu chi tiết I. Tiêu chuẩn cung cấp điện mạng hạ áp 1. Tiêu chuẩn Việt Nam 2. Tiêu chuẩn quốc tế 2. Các bước thiết kế hệ thống cung cấp điện .7 3. Các vật tư thiết bị điện 10 3.1. Dây dẫn điện, Cáp điện 10 3.2.  Thanh dẫn điện Busway 12 3.3.  Ống dẫn dây điện 17 3.4. Máng cáp, khay cáp, thang cáp 17 3.5. Các loại đèn 18 3.6. Ổ cắm, công tắc .19 3.7. Các loại Atomat 20 3.8. Tủ điện .20 3.9. Máy phát điện 21 3.10. Trạm biến áp phân phối 75 III. CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT .93 1. Hệ thống chống sét 93 1.1 Hệ thống chống sét dùng kim thu sét cổ điển Franklin 94 2. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 99 LỜI NÓI ĐẦU 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. Hiện nay, nước ta các   toà nhà chung cư  và cao tầng không ngừng được xây dựng. Do đó em đã chọn đề  tài tốt  nghiệp là cung cấp điện cho toà nhà ở cao 17 tầng.   Trong suốt thời gian làm đồ  án tốt nghiệp, được sự  tạo điều kiện, giúp đỡ,  hướng  dẫn, giảng dạy nhiệt tình của các thầy, cô giáo trong bộ  môn và đặc biệt là của  Cô giáo  Thạc sỹ Võ Thanh Hà, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu  tìm hiểu nhưng do thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi thiếu sót,       SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 1 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  cần bổ sung thêm. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ  án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày     tháng 12 năm 2011 Sinh viên Trần Thị Mơ PHẦN I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀ NHÀ CHƯƠNG   I:   GIỚI   THIỆU   TỔNG   QUAN   VỀ   THIẾT   KẾ   HỆ   THỐNG   CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀ NHÀ  I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHỤ TẢI THIẾT KẾ 1. Giới thiệu Đây là công trình toà nhà chung cư cao cấp 17 tầng, được xây dựng trên mảnh đất có   tổng diện tích xây dựng khoảng 1580m2, chiều rộng công trình: 25,2m, chiều dài công trình:  62,7m và chiều cao công trình: 70,5m. Toà nhà gồm một tầng hầm gửi xe, hai tầng (tầng 1,   tầng 2) là khu dịch vụ và sinh hoạt cộng đồng, một tầng kỹ thuật và 15 tầng dành cho khối  nhà ở (từ tầng 3 đến tầng 17). Hai đơn nguyên có kết cấu giống hệt nhau vì vậy trong đồ án   chỉ thiết kế cho một đơn nguyên (đơn nguyên một).        SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 2 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  2. Số liệu chi tiết Các thông số kỹ thuật chính của toà nhà.  ­ Tầng hầm: Diện tích sàn 2408m2 dành cho để xe khối dịch vụ và khối nhà ở, ngoài ra  còn có phòng kỹ thuật điện và phòng máy bơm, phòng quạt ­ Tầng 1: Diện tích sàn 1506m2 là khu dịch vụ, sinh hoạt cộng đồng ­ Tầng 2: Diện tích sàn 1506m2 là khu dịch vụ, sinh hoạt cộng đồng ­ Tầng kỹ thuật: Diện tích sàn 1470m2 ­ Tầng 3  17: Diện tích  sàn 1504m2/T x 15T = 22560m2 là khu nhà để ở. Mỗi tầng được chia  thành 5 căn hộ điển hình ( C1, C2, C3, C1A, C2A ) cao cấp để bán và cho thuê + Căn hộ điển hình C1 (2 căn / 1 tầng) diện tích 109m2/ 1 căn STT Tên danh mục Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng P.Khách + P.Ăn + P.Bếp m2 36,5 01 Phòng ngủ 1 m2 17 01 Phòng ngủ 2 m 13 01 Phòng ngủ 3 m 13 01 Sảnh chung m 01 Khu vệ sinh 1 m2 3,5 01 Khu vệ sinh 2 m2 01 Lôgia 1 m 4,5 01 Lôgia 2 m2 4,5 01 2 + Căn hộ điển hình C1A (2 căn / 1 tầng) diện tích 112m2/ 1 căn STT Tên danh mục Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng P.Khách + P.Ăn + P.Bếp m2 36 01 Phòng ngủ 1 m2 16 01 Phòng ngủ 2 m2 15 01 Phòng ngủ 3 m2 12,5 01 Sảnh chung m2 01 Khu vệ sinh 1 m2 3,5 01 Khu vệ sinh 2 m2 4,5 01      SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 3 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  STT Tên danh mục Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng Lôgia 1 m2 01 Lôgia 2 m2 4,5 01 Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng + Căn hộ điển hình C2 (2 căn / 1 tầng) diện tích 125m2/ 1 căn STT Tên danh mục P.Khách + P.Ăn + P.Bếp m2 42 01 Phòng ngủ 1 m2 16 01 Phòng ngủ 2 m2 13 01 Phòng ngủ 3 m2 13 01 Sảnh chung m2 01 Khu vệ sinh 1 m2 01 Khu vệ sinh 2 m2 01 Lôgia 1 m2 3,5 01 Lôgia 2 m2 5,5 01 + Căn hộ điển hình C2A (2 căn / 1 tầng) diện tích  126m2/ 1 căn STT Tên danh mục Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng P.Khách + P.Ăn + P.Bếp m2 44 01 Phòng ngủ 1 m2 21 01 Phòng ngủ 2 m2 16 01 Phòng ngủ 3 m2 15 01 Sảnh chung m2 01 Khu vệ sinh 1 m2 3,5 01 Khu vệ sinh 2 m2 4,5 01 Lôgia 1 m2 01 Lôgia 2 m2 01 Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng + Căn hộ điển hình C3 (2 căn / 1 tầng) diện tích 143m2/ 1 căn STT Tên danh mục P.Khách + P.Ăn + P.Bếp m2 41 01 Phòng ngủ 1 m2 18 01      SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 4 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  STT Tên danh mục Đơn vị Khối lượng Số lượng phòng Phòng ngủ 2 m2 16 01 Phòng ngủ 3 m2 21 01 Sảnh chung m2 01 Khu vệ sinh 1 m2 01 Khu vệ sinh 2 m2 4,5 01 Khu vệ sinh 3 m2 01 Lôgia 1 m2 6,5 01 10 Lôgia 2 m2 4,5 01 II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀ NHÀ  1. Các yêu cầu chung đối với hệ thống cung cấp điện toà nhà 1.1. Đặc điểm hệ thống điện của toà nhà ­ Phụ tải rất phong phú và đa dạng ­ Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao ­ Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng ( máy phát ) ­ Không gian lắp đặt hạn chế và phải thoả mãn yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúc xây   dựng ­ Yêu cầu cao về chế độ làm việc, an toàn và kinh tế cho người sử dụng 1.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống cung cấp điện toà nhà Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện cho toà nhà là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn   luôn đủ điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép và khi thiết kế cung cấp điện phải   thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:   ­ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ ­ Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp bé  nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức ­ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.       SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 5 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  ­ Nguồn vốn đầu tư  nhỏ, bố trí các thiết bị  phù hợp với không gian hạn chế  của nhà   cao tầng, dễ sử dụng, sửa chữa, bảo dưỡng ­ Chi phí vận hành hàng năm thấp.  Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau khi thiết kế  người thiết kế phải biết tư  vấn, cân nhắc và kết hợp hài hòa để đưa ra một phương án tối ưu nhất, đồng thời phải chú ý  đến những yêu cầu khác như: Có điều kiện thuận lợi phát triển phụ  tải trong tương lai, rút   ngắn thời gian thi công …  1.3. Tiêu chuẩn cung cấp điện mạng hạ áp 1.3.1. Tiêu chuẩn Việt Nam + TCVN 7447:2005­2010: Hệ thống lắp đặt điện của các Toà nhà + TCXDVN 394: 2007: Thiết kế lắp đặt Trang thiết bị  điện trong các Công trình Xây   dựng ­ Phần An toàn điện + QCVN QĐT­8: 2010/BCT: Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp + TCVN 7114­1,3:2008: Chiếu sáng nơi làm việc, an toàn và bảo vệ ngoài nhà + TCXDVN 333:2005:Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các Công trình công cộng và Kỹ  thuật Hạ tầng Đô thị + TCXDVN 46:2007: Chống sét cho các Công trình Xây dựng  – hướng dẫn thiết kế  kiểm tra và bảo trì hệ thống + 11 TCN 18­21: 2006: Quy phạm Trang bị Điện ­ Phần I: Quy định chung + TCVN 4756­89: Quy phạm nối đất và nối không + TCXD ­16­86: Tiêu chuẩn chiếu sáng  nhân tạo công trình dân dụng + TCXD 25:1991: Đặt đường dây điện trong nhà và công trình xây dựng + TCXD 27:1991: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng ­ Tiêu chuẩn thiết  kế 1.3.2. Tiêu chuẩn quốc tế + IEC 60364: 2005­2009: Electrical Installation of Buildings      SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 6 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  + IEE Wiring Regulations + NFC 17­102: 1995; AS/NZS 1768:1991 2. Các bước thiết kế hệ thống cung cấp điện toà nhà Bước 1. Tìm hiểu đối tượng thiết kế Tìm hiểu về diện tích, mục đích, nhu cầu sử dụng, tính chất của công trình, xác định   rõ mục đích sử dụng của từng khu vực và những yêu cầu phụ của chủ công trình Bước 2. Lập bảng tính toán phụ tải Căn cứ vào số số lượng, chủng loại thiết bị sẽ được lắp đặt theo nhu cầu thiết kế ta  phải tính toán chính xác những phụ tải được sử  dụng trong công trình và phải tính toán đến   sự phát triển phụ  tải trong tương lai đồng thời phải xác định vị  trí không gian cần thiết cho   các thiết bị Đối với hệ thống đèn chiếu sáng hoặc nguồn cấp cho các ổ cắm tính công suất trung   bình/m2 diện tích sử dụng tuỳ theo mục đích sử dụng từng khu vực Các thiết bị lắp đặt cho mỗi phòng, mỗi khu vực đã được xác định do đó việc tính toán   công suất phụ tải tương đối chính xác. Suất phụ tải cho trong bảng sau: Bảng chỉ tiêu tính toán P0 (W/m2) STT Tên loại tải tiêu thụ điện Chiếu sáng Thiết bị văn phòng  (W/m2) và sinh hoạt(W/m2) Điều hoà  không khí  (W/m2) Tiền sảnh 60­ 80 5 ­ 7 120 ­ 155 Hành lang 20 ­ 30 150 ­ 220 Phòng ăn 20­30 5­7 80­150 Văn phòng, phòng khám 20 100 ­ 120 100 ­ 130 Phòng máy của thang máy 25 50 ­ 100 Vệ sinh chung 15­ 25 60 ­ 80 50 ­ 100 Cầu thang bộ 20 ­ 35 0 Hố rác 25 0      SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 7 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  Gara 10 Khu thiết bị kỹ thuật 5­8 5­10 20 ­ 30 20 ­ 25 10 ­ 40 Thông qua hãng cung cấp các thiết bị công suất lớn như máy điều hoà trung tâm, thang  máy, bơm nước, thiết bị nhà bếp  xác định công suất cho các phụ tải này Bước 3. Lựa chọn phương án cung cấp điện:  Trên cơ sở thiết kế kiến trúc toà nhà và chủng loại thiết bị lắp đặt, ta lựa chọn vị  trí  thích hợp để lắp đặt chúng. So sánh kích thước thiết bị máy móc lớn các phòng lắp đặt xem  có thoả mãn các yêu cầu của nhà sản xuất hay không Dựa vào bảng tính toán phụ tải của công trình ta lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý  nhất. Khi thiết kế, người thiết kế vạch ra tất cả các phương án có thể  có rồi tiến hành so   sánh các phương án về phương diện kỹ thuật để loại trừ các phương án không thỏa mãn các  yêu cầu kỹ  thuật. Sau đó phải tiến hành tính toán kinh tế  ­ kỹ  thuật và so sánh để  chọn ra   một phương án khả thi nhất vừa đảm bảo được yêu cầu kỹ  thuật  đồng thời tối  ưu về kinh  tế, tính tới phương án phát triển của công trình sau này Trong toà nhà cao tầng, không gian để lắp đặt các máy móc thiết bị không chỉ có phần  điện mà còn có các hệ thống cơ khí như ống nước, ống gió, hệ thống thông tin  do vậy cần  thiết phải có sự trao đổi, bàn bạc và thống nhất giữa các bên Bước 4. Vẽ mặt bằng điện ­ Lập sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị, máy móc và đường dẫn cấp nguồn. Căn cứ  vào   kích thước, vị trí các thiết bị, lập sơ đồ mặt bằng cho mỗi tầng hoặc nhóm các tầng có cùng   thiết kế Xác định vị trí tủ phân phối sau đó thiết kế đường dẫn từ tủ tới các thiết bị theo sơ đồ  hình tia. Đối với hệ thống đèn chiếu sáng, dây cấp nguồn từ tủ phân phối đi trong máng sau  đó qua hệ thống  ống nhựa hoặc kim loại tới phía trên mỗi đèn. Từ  đây dây dẫn đi trong ống  kiểu xoắn ruột gà vào đèn Trong các căn hộ trong chung cư, các ổ cắm thường gắn trên tường, nguồn cấp đi qua   các ống đặt chìm trong tường, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn huỳnh quang, đèn chùm, đèn        SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 8 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  tường, các loại đèn này ngoài chức năng chiếu sáng còn đem lại mặt thẩm mỹ  cho căn hộ   Còn trong các toà nhà văn phòng, các  ổ  cắm trên tường thường gắn trên các máng nhựa đặt  nổi có thể dễ dàng di chuyển vị trí dọc theo máng hay tăng số lượng ổ cắm ­ Lập bản vẽ bản vẽ đi dây cấp nguồn: Từ các bản vẽ mặt bằng đã lập được ở  trên,   tiến hành lập bản vẽ dây dẫn cấp nguồn. Sau khi tính toán sơ bộ phụ  tải các khu vực ta xác   định cỡ  dây cấp nguồn cho tủ phân phối   khu vực đó (có tính tới các hệ  số  dự  trữ). Đồng   thời xác định trị  số dòng cắt cho aptomat mỗi tuyến dây (trị  số  dòng cắt phải nhỏ  hơn dòng  cho phép của mỗi cỡ dây) Dây cấp nguồn cho hệ thống đèn chiếu sáng thường dùng cỡ dây 1,5mm 2 ­ 2,5mm2 tiết  diện dây dẫn, còn dây cho  ổ cắm một pha thông thường cỡ 2,5mm2 ­ 4mm2. Dây loại này là  dây đơn có lớp cách điện PVC có các màu để  phân biệt pha. Mỗi tuyến nguồn một pha đều   có ba dây: dây pha, dây trung tính và dây nối đất Dây cấp nguồn cho các thiết bị, máy móc công suất lớn như thang máy, máy điều hoà   được tính toán trên cơ  sở công suất máy và thường lấy đường dây độc lập từ  tủ  phân phối  Các toà nhà có độ cao lớn (từ  15 tầng trở lên) thì tuyến nguồn chính chạy suốt chiều  cao nhà thường dùng thanh dẫn cho dễ lắp đặt Để tăng độ tin cậy khi làm việc, cần hạn chế việc nối dây. Đối với hệ thống đèn hay  ổ cắm nối song song theo nhóm, các điểm nối thường được thực hiện tại thanh đấu dây nằm   trên thiết bị. Cần tránh nối dây trong ống dẫn hoặc máng. Các điểm nối dây cỡ 6mm2 trở lên  cần có cốt kẹp đầu dây và đặt trong các hộp nối tiêu chuẩn Bước 5. Thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện Từ bản vẽ mặt bằng điện ta vẽ sơ đồ nguyên lý cấp điện hợp lí cho việc lắp đặt các  thiết bị điện cần sử dụng như các thiết bị bảo vệ, aptomát,dây dẫn… Bước 6. Thiết kế hệ thống chống sét và nối đất chống sét, nối đất thiết bị + Tính toán phạm vi kim chống sét bảo vệ: Phạm vi bảo vệ hay vùng bảo vệ chính là  khoảng không gian mà vật được bảo vệ đặt trong đó rất ít có khả năng bị sét đánh      SINH VIÊN: TRẦN THỊ MƠ ­ LỚP TBĐCN ­ LT K13         ­ 9 ­ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                                                                                                                             CUNG CẤP ĐIỆN  + Tìm ra số  cọc tiếp địa: Ta dùng các cọc đồng để  tiêu sét trong đất. Điện trở  nối đất  chống sét