Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà phức hợp 17 tầng của tổng công ty xây dựng bạch đằng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ PHỨC HỢP 17 TẦNG CỦA TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG BẠCH ĐẰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ PHỨC HỢP 17 TẦNG CỦA TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG BẠCH ĐẰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Bùi Việt Hùng Ngƣời hƣớng dẫn: Ths Nguyễn Đoàn Phong Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Bùi Việt Hùng – MSV : 1312102019 Lớp : ĐC1701- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà phức hợp 17 tầng Tổng công ty xây dựng Bạch Đằng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên Học hàm, học vị Cơ quan công tác Nội dung hƣớng dẫn : : : : Nguyễn Đoàn Phong Thạc sĩ Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Toàn đề tài Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên Học hàm, học vị Cơ quan công tác Nội dung hƣớng dẫn : : : : Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng .năm 2017 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hƣớng dẫn Đ.T.T.N Bùi Việt Hùng Ths Nguyễn Đoàn Phong Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lƣợng vẽ ) Cho điểm cán hƣớng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2017 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2017 Ngƣời chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG BẠCH ĐẰNG 1.1 TÊN VÀ ĐỊA CHỈ GIAO DỊCH 1.2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN 1.3 NGÀNH NGHỀ KINH DOANH CHÍNH 1.4 CƠ CẤU TỔ CHỨC 1.4.1 Các phòng 1.4.2 Các đơn vị hạch toán phụ thuộc 1.4.3 Các Ban quản lý, Ban điều hành 1.4.4 Các doanh nghiệp BDCC nắm giữ 50% vốn điều lệ 1.5.5 Các doanh nghiệp BDCC nắm giữ từ 36% vốn điều lệ trở lên 1.5.6 Các doanh nghiệp BDCC nắm giữ dƣới 36% vốn điều lệ CHƢƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÕA NHÀ 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHỤ TẢI THIẾT KẾ 2.2 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TOÀ NHÀ 2.3 TIÊU CHUẨN CUNG CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP 2.4 CÁC VẬT TƢ THIẾT BỊ ĐIỆN 2.4.1 Dây dẫn điện, cáp điện 2.4.2 Ống dẫn dây điện 2.4.3 Máng cáp, khay cáp, thang cáp 2.4.4 Các loại đèn 10 2.4.5 Ổ cắm, công tắc 11 2.4.6 Các loại Apomat 11 2.5 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CHO CÁC TẦNG ĐIỂN HÌNH 12 2.5.1 Tính toán công suất điện cho tầng hầm 12 2.5.2 Tính toán công suất điện cho tầng 14 2.5.3 Tính toán công suất điện cho tầng 17 2.5.4 Tính toán công suất điện cho tầng từ tầng đến tầng 20 2.5.5 Tính toán công suất cấp điện cho tầng 20 2.5.6 Tính toán phụ tải điện cho tầng 8, tầng 24 2.5.7 Tính toán phụ tải điện cho tầng 10 24 2.5.8 Tính toán, lựa chọn kiểm tra thiết bị điện cho nhà 17 tầng 27 CHƢƠNG TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT CHO TÒA NHÀ 57 3.1 TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO TÒA NHÀ 57 3.1.1 Xác định dung lƣợng bù 57 3.1.2 Chọn thiết bị bù 57 3.1.3 Vị trí đặt thiết bị bù 58 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO TÒA NHÀ 59 3.2.1 Giới thiệu thiết bị thu sét tia tiên đạo sáng chế Heslita-CNRS 59 3.2.2 Nguyên lý làm việc đầu kim thu sét Pulsar 60 3.2.3 Thiết kế hệ thống chống sét cho nhà 61 3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT CHO TOÀ NHÀ 61 3.3.1 Thiết kế hệ thống nối đất an toàn điện cho tòa nhà hỗn hợp 61 3.3.2 Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà 62 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 10 Bảng 2.56: Tính chọn aptomat, cáp cho tủ điện tổng tòa nhà Thiết bị Aptomat Cáp Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) MCCB 3P-1250A 1250 400 50 cáp CU/XLPE/DSTA/PVC (4C×240mm )  Tính toán, lựa chọn kiểm tra aptomat, cáp cho tòa nhà Bảng 2.57: Tính chọn aptomat cho tòa nhà Aptomat Loại IđmA(A) UđmA(V) IcđmA(kA) Tủ điện tầng hầm MCCB-3P 25A 25 400 25 Tủ điện tầng MCCB-3P 50A 50 400 25 Tủ điện tầng MCCB-3P 60A 60 400 25 Tủ điện tầng MCCB-3P 60A 60 400 25 Tủ điện tầng MCCB-3P 60A 60 400 25 Tủ điện tổng tầng 5, 6, MCCB-3P 150A 150 400 25 Tủ điện tổng tầng 8, 9, 10 MCCB-3P 150A 150 400 25 150 400 25 150 400 25 100 400 25 100 400 25 Tủ điện tổng tầng 11, 12, MCCB-3P 150A 13 Tủ điện tổng tầng 14, 15, MCCB-3P 150A 16 Tủ điện thang máy MCCB-3P 100A Tủ điện thang máy MCCB-3P 100A Tủ điện thang máy MCCB-3P 60A 60 400 25 Tủ điện bơm sinh hoạt MCCB-3P 40A 40 400 25 Tủ điện CS nhà MCCB-3P 25A 25 400 25 Tủ điện CS nhà để xe MCCB-3P 32A 32 400 25 125 400 25 200 400 25 80 400 25 50 400 25 1000 400 50 Tủ điện thang nâng nhà MCCB-3P 125A xe Tủ điện bơm cứu hỏa MCCB-3P 200A Tủ tăng áp MCCB-3P 80A Tủ điện thang máy Cả tòa nhà MCCB-3P 50A MCCB-3P 1000A 52 Bảng 2.58: Tính chọn cáp cho tòa nhà Cáp Tủ điện tầng hầm Tủ điện tầng Tủ điện tầng Tủ điện tầng Tủ điện tầng Tủ điện tổng tầng 5, 6, Tủ điện tổng tầng 8, 9, 10 Tủ điện tổng tầng 11, 12, 13 Tủ điện tổng tầng 14, 15, 16 Tủ điện thang máy Tủ điện thang máy Tủ điện thang máy Tủ điện bơm sinh hoạt Tủ điện CS nhà Tủ điện CS nhà để xe Tủ điện thang nâng nhà xe Tủ điện bơm cứu hỏa Tủ tăng áp Tủ điện thang máy Cả tòa nhà Loại Cu/XLPE/PVC (4C×6mm2) + PVC(1C×6mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×16mm2) + PVC(1C×16mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×16mm2) + PVC(1C×16mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×16mm2) + PVC(1C×16mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×16mm2) + PVC(1C×16mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×70mm2) + PVC (1C×35mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×70mm2) + PVC (1C×35mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×70mm2) + PVC (1C×35mm2)E Cu/XLPE/PVC (4C×70mm2) + PVC (1C×35mm2)E FR-CU 4×35mm2 FR-CU 4×35mm2 FR-CU 4×16mm2 CU/XLPE/DSTA/PVC(4C×10mm2)+PVC(1C×10mm²)E Cu/XLPE/PVC (4C×6mm2) + PVC (1C×6mm2)E Cu/XLPE/DSTA/PVC (4C×6mm2) + PVC (1C×6mm2)E CU/XLPE/DSTA/PVC(4C×35mm2)+PVC(1C×16mm²)E CU/XLPE/DSTA/PVC (4C×95mm2 ) FR-CU 4×25mm2 + 1C×16mm2 FR-CU 4×16mm2 cáp CU/XLPE/DSTA/PVC (4C×240mm2 ) Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho tòa nhà phụ lục III.6 trang 17 2.5.8.7 Tính chọn cho tòa nhà  Chọn cho tủ điện tổng tầng hầm Dòng điện tính toán tầng hầm Itt = PTT = 3U đm  Cos 7568 = 14,37 (A)  380  0,8 Chọn theo yêu cầu nhƣ sau: Mật độ dòng F= I lv mm J kt Trong đó: 53 J kt : mật độ dòng kinh tế dẫn (A/mm ) I lv : dòng điện làm việc bình thƣờng dẫn (A) Với T max =5000 giờ/năm, sử dụng loại cáp lõi đồng đồng theo IEC ta chọn J kt = 3,1 A/mm  F= I lv 14,37 =  4,6 mm 3,1 J kt Ta chọn dẫn có tiết diện F=3×5=15 mm  Chọn cho tủ điện tổng từ tầng 1÷16 Tính tƣơng tự nhƣ tầng hầm ta có Bảng 2.59 Tính chọn cho tủ điện tổng từ tầng 1÷16 Thanh Tiết diện Tầng Tầng Tầng Tầng 10 Tủ điện bơm cứu hỏa, bơm tăng áp, thang máy Cả tòa nhà 3×5mm2 3×5mm2 3×6mm2 3×5mm2 30×6mm2 60×8mm2 2.5.8.8 Lựa chọn máy biến áp cung cấp cho tòa nhà Công suất máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện với trạm máy biến áp SđmB ≥ Stt Trong đó: SđmB: Công suất máy biến áp hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trƣờng (kVA) Stt: Công suất tính toán mà trạm cần truyền (kVA) Công suất tính toán nhà PTT TN = 584,34 (kW) Công suất biểu kiến tính toán nhà 54 STT = PTT TN 584,34 = 730,42 (kVA)  Cos 0,8 Chọn máy biến áp SBA > STT = 730,42 (kVA) Vậy ta chọn trạm biến áp trạm máy biến áp với công suất 1500kVA-22/0,4 kV Việt Nam công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo Toàn thiết bị điện cao, hạ áp máy biến áp đƣợc đặt nhà mái (trạm kín) Bảng 2.60: Thông số máy biến áp 1500kVA - 22/0,4 KV Sđm (kVA) 1500 Uđm (kV) P0 Pn (W) (W) 22/0,4 2100 15700 Kích thƣớc (mm) io UN (%) (%) Trọng lƣợng (kg) 5,5 5320 Dài Rộng Cao 2350 1810 2470 2.5.8.9 Lựa chọn máy phát điện cung cấp cho tòa nhà Khi điện lƣới thông qua chuyển đổi nguồn tự động ATS cung cấp điện cho phụ tải quan trọng sau: - Phụ tải chiếu sáng, ổ cắm tòa nhà - Thang máy - Chiếu sáng nhà xe, thang nâng nhà xe - Chiếu sáng nhà - Bơm cứu hỏa, bơm tăng áp Tổng công suất tính toán cho nguồn dự phòng ∑PTT DP = 584,34 (kW) Công suất biểu kiến nguồn dự phòng SDP = PTTDP 584,33 = 730,42 (kVA)  Cos 0,8 Do ta chọn máy phát dự phòng Cummins Trung Quốc sản xuất có công suất 700kVA 55 Hình2.1 Máy phát điện Cummins 700kVA Bảng 2.61: Thông số kĩ thuật tổ máy C-550GF 50 CHINA 230 1260 700 770 3500*1500*1900 3650 Model Tần số (Hz) Xuất xứ Điện áp định mức (V) Dòng điện(A) Công suất liên tục (kVA) Công suất dự phòng(kVA) Kích thƣớc (mm) Trọng lƣợng(kg) Bảng 2.62: Thông số kĩ thuật động KTA19-G8 Model động Cummins Hãng sản xuất Số xilanh Chữ V Kiểu động 1500 Vận tốc quay (vòng/phút) Két nƣớc, quạt gió Kiểu làm mát Khởi động acquy Kiểu khởi động 159/159 Đƣờng kính xilanh*hành trình (mm) 202.3 Tiêu hao nhiên liệu(g/kWh) 40CD Dầu bôi trơn Bảng 2.63: Thông số kĩ thuật đầu phát HC 1544FS Stanford Tự kích Két nƣớc, quạt gió H IP23 Model Hãng sản xuất Kiểu kích từ Kiểu làm mát Cấp cách điện Cấp bảo vệ 56 CHƢƠNG TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT CHO TÒA NHÀ 3.1 TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO TÕA NHÀ 3.1.1 Xác định dung lƣợng bù Hệ số công suất Costb nhà Cos = 0,8 Hệ số Cos tối thiểu Nhà nƣớc quy định từ 0,85÷0,95 Nhƣ ta phải bù công suất phản kháng cho nhà để nâng cao hệ số Cos Công thức tính bù công suất phản kháng Qb   Ptt (tg1  tg2 ) Trong đó: tg1: tƣơng ứng với hệ số Cos1 trƣớc bù tg2: tƣơng ứng với hệ số Cos2 cần bù, ta bù đến Cos2 đạt giá trị quy định không bị phạt từ (0,85÷0,95) ta bù đến Cos2 = 0,9 Cos1 = 0,8  tg1 = 0,75 Cos2 = 0,9  tg2 = 0,484  Qb = Ptt.(tg1 - tg2) = 730,42.( 0,75 - 0,484) = 194,29 (kVAr)  Qb = 194,29 (kVAr) 3.1.2 Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho xí nghiệp dùng thiết bị bù sau:  Máy bù đồng - Có khả điều chỉnh trơn - Tự động với giá trị công suất phản kháng phát (có thể tiêu thụ công suất phản kháng) 57 - Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ - Giá thành cao - Lắp ráp, vận hành phức tạp - Gây tiếng ồn lớn - Tiêu thụ lƣợng công suất tác dụng lớn  Tụ điện - Tổn thất công suất tác dụng - Lắp đặt, vận hành đơn giản, bị cố - Công suất phản kháng phát phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ - Có thể sử dụng nơi khô để đặt tụ - Giá thành rẻ - Công suất phản kháng phát theo bậc thay đổi đƣợc - Thời gian phục vụ, độ bền Theo phân tích thiết bị tụ bù thƣờng đƣợc dùng để lắp đặt nâng cao hệ số công suất cho tòa nhà 3.1.3 Vị trí đặt thiết bị bù Về nguyên tắc để có lợi mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện cho đối tƣợng dùng điện đặt phân tán tụ bù cho động điện, nhiên đặt phân tán lợi vốn đầu tƣ, lắp đặt quản lý vận hành Vì việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện đối tƣợng Trong đồ án chọn vị trí đặt tụ bù phía hạ áp, đặt tủ điện tổng tòa nhà Với dung lƣợng cần bù là: Qbù ∑ = 194,29 (kVAr) Nên chọn tụ bù pha đấu nhƣ sau: KC2-0,38-50-3Y3 58 Lu?i Hình3.1 Sơ đồ nguyên lý tủ bù cos 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO TÕA NHÀ 3.2.1 Giới thiệu thiết bị thu sét tia tiên đạo sáng chế Heslita-CNRS Để chọn thiết bị thu sét ta cần tính toán số tiêu chuẩn sau: Ta có công thức tiêu chuẩn RP = h(2D  h)  L(2D  L) Rp: Bán kính bảo vệ nằm ngang tính từ chân đặt đầu kim Pulsar (Công thức áp dụng với h  5m) h: Chiều cao kim Pulsar tính từ đầu kim đến bề mặt đƣợc bảo vệ D: Bán kính đánh sét Bán kính bảo vệ kim thu sét phát tia tiên đạo PULSAR phụ thuộc vào độ cao (h) đầu kim so với mặt phẳng cần đƣợc bảo vệ D = 20 m: Đối với mức bảo vệ cấp I D = 45 m: Đối với mức bảo vệ cấp II D = 60 m: Đối với mức bảo vệ cấp III ΔL = V ΔT ΔL: Độ dài tia tiên đạo PULSAR phát đƣợc tính mét (m) 59 ΔT: Thời gian phát tia tiên đạo PULSAR đƣợc tính micro giây (ms) V: Vận tốc lan tuyền tia tiên đạo khí đƣợc tính mét micro giây (m/ms) Giá trị V đƣợc tính toán, đo đạt theo thực nghiệm đƣợc nêu tiêu chuẩn NF C 17-102, V = 106 3.2.2 Nguyên lý làm việc đầu kim thu sét Pulsar Ta chọn đầu kim thu sét Pulsar 18 để bảo vệ chống sét cho nhà Cấu tạo kim thu sét Pulsar 18 0,75m 2m or 3m Hình 3.2: Cấu tạo kim sét Pulsar 18 Đầu kim dài 75 cm, đƣờng kính dài 18mm Đĩa kim loại với nhiều đƣờng kính độ dầy khác tuỳ thuộc vào kiểu kim thu sét Pulsar Bầu hình trụ chứa thiết bị phát tia tiên đạo tạo đƣờng dẫn sét chủ động Đƣờng kính phía ống Pulsar 300mm Kẹp nối dây để đƣa dây dẫn sét xuồng đất 60 3.2.3 Thiết kế hệ thống chống sét cho nhà Phƣơng pháp chống sét cho tòa nhà sử dụng thiết bị thu sét tia tiên đạo sáng chế Hélita - CNRS Sử dụng công nghệ đại phát xung điện cao phía liên tục chủ động dẫn sét (tức tạo tia tiên đạo phóng lên để thu hút bắt giữ từ xa tia tiên đạo phóng xuống từ đám mây dông), dùng cáp đồng (25mm×3mm) để thoát sét Ta dùng cọc thép để tiêu sét đất Điện trở nối đất chống sét