MD33 GT TKMDD

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức vànhững phương pháp cơ bản để tính toán phụ tải điện, tính chọn các khí cụ bảo vệ, dây dẫ

MỤC LỤC

TRANG

Bài 1 Các quy tắc quy định thiết kế mạng điện dân dụng 5

1 Xác định cấp điện áp 5

2 Các quy định 6

3 Các tiêu chuẩn IEC 10

Bài 2 Tính toán phụ tải động cơ, nhiệt và chiếu sáng 13

1 Tính toán công suất cho động cơ cảm ứng 13

2 Tính toán công suất cho các thiết bị nhiệt kiểu điện trở 16

3 Tính toán công suất cho đèn huỳnh quang và các thiết bị liên quan 17

Bài 3 Tính toán chiếu sáng 19

1 Các đại lượng thường dùng trong thiết kế chiếu sáng 19

2 Các phương thức chiếu sáng 21

3 Phương pháp tính toán chiếu sáng 22

4 Phương pháp lựa chọn số lượng, chủng loại, công suất đèn 26

5 Các bài tập ứng dụng thực tế 27

Bài 4 Tính toán công suất tải của mạng theo phương pháp gần đúng 31

1 Khái niệm chung 31

2 Các phương pháp tính toán 31

3 Các bài tập ứng dụng 32

Bài 5 Tính toán công suất tải của mạng theo công suất đặt 35

1 Khái niệm 35

2 Nội dung tính toán 36

3 Bài tập ứng dụng 37

Bài 6 Tính toán công suất tải của mạng theo công suất trung bình 40

1 Khái niệm chung 40

2 Nội dung tính toán 44

3 Bài tập ứng dụng 44

Bài 7 Lựa chọn các phần tử cung cấp điện 49

1 Phương pháp lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ 49

2 Phương pháp lựa chọn dây dẫn 51

3 Các bài tập ứng dụng thực tế 58

Bài 8 Thiết kế mạng điện căn hộ 61

Các thuật ngữ chuyên môn, các từ viết tắt 82

Tài liệu tham khảo 83

TÊN MÔ ĐUN: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN DÂN DỤNG

- Tính chất của mô đun:

Là mô đun chuyên môn nghề

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:

Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức vànhững phương pháp cơ bản để tính toán phụ tải điện, tính chọn các khí cụ bảo

vệ, dây dẫn theo yêu cầu thiết kế, vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ lắp đặt điện nhằmứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình

Mục tiêu của mô đun:

- Trình bày được các qui tắc, qui định và tiêu chuẩn trong thiết kế mạng điệnchiếu sáng

- Trình bày được phương pháp tính toán phụ tải

- Tính toán được công suất, dòng điện phụ tải

- Tính toán được các thông số của thiết bị bảo vệ: cầu chì, áp tô mát

- Tính toán được tiết diện dây dẫn cung cấp cho từng phụ tải và cho cả hệ thốngtheo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra

- Vẽ được sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp đặt đường dây cho hệ thống điện dândụng

- Có tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp

Nội dung của mô đun:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra *

1 Các qui tắc qui định thiết kế mạng điện

công suất trung bình

BÀI MỞ ĐẦU

Thiết kế mạng điện dân dụng là giáo trình được xây dựng dưới dạng môđun dùng cho đào tạo Cao đẳng nghề chuyên ngành Điện dân dụng, cũng là tàiliệu tham khảo cho học viên trung cấp nghề, cao đẳng điện công nghiệp hoặccác sinh viên các trường kỹ thuật có liên quan

Tài liệu được biên soạn thành 8 bài theo chương trình khung của Tổng cụcdạy nghề ban hành Cuối mỗi bài, tác giả cung cấp những câu hỏi để ôn tập vàthảo luận, giúp cho sinh viên nắm vững bài hơn

Bài 1: Các qui tắc qui định thiết kế mạng điện dân dụng

Bài 2: Tính toán phụ tải động cơ, nhiệt và chiếu sáng

Bài 3: Tính toán chiếu sáng

Bài 4: Tính toán công suất tải của mạng theo phương pháp gần đúng

Bài 5: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất lắp đặt

Bài 6: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất trung bình

Bài 7: Lựa chọn các phần tử cung cấp điện

Bài 8: Thiết kế mạng điện căn hộ

Tác giả đã giành nhiều công sức cho việc biên soạn giáo trình này Tuynhiên, vì thời gian biên soạn còn hạn chế và đây là lần đầu tiên tài liệu được biênsoạn, nên tài liệu không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong nhậnđược các ý kiến đóng góp chân thành của các thầy cô giáo cùng độc giả để tàiliệu được hoàn thiện hơn

Bài 1 CÁC QUY TẮC QUY ĐỊNH THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN DÂN DỤNG

Mã bài: MD 33.01 Mục tiêu:

- Trình bày được các qui tắc, qui định và tiêu chuẩn trong thiết kế mạngđiện chiếu sáng

- Điện áp cung cấp trực tiếp cho thiết bị (dưới 1kV)

- Điện áp truyền tải phân phối (Trên 1kV)

Bảng 1.1 Các mức điện áp chuẩn theo IEC và các khuyến cáo

Hệ thống 3 pha 4 dây hoặc 3 dây Hệ thống 1 pha, 3 dây

-(1) Điện áp định mức 220/380V và 240/415V hiện hữu của các hệ thốngđiện nên chuyển dần sang giá trị được khuyến cáo là 230/400V Quá trìnhchuyển cấp điện áp nên tiến hành càng nhanh càng tốt, không nên lâu quá 20năm sau khi ban hành tiêu chuẩn IEC này Để chuyển cấp điện áp, bước đầu tiêncác nhà quản lý điện của các quốc gia có cấp điện áp 230/380V nên đưa điện áplên tới mức 230/400V +6% và -10%, các quốc gia có cấp điện áp 240/415V nênđưa điện áp lên tới mức 230/400V +10% và -6% Cuối cùng, sai số của điện ápmạng cho phép là ±10% tức 230/400V ±10% Các cách chuyển đổi như trêncũng được áp dụng tương tự như trường hợp chuyển cấp từ điện áp 380/660Vlên 400/690V

(2) Không được dùng cùng với 230/400V hoặc 400/690V

Bảng 1.2 Các mức điện áp chuẩn trên 1kV tới 35kV (IEC 38-1983)

Điện áp định mứccủa hệ thống (kv)

33(3)

3(1)

6(1)10 -1520 -

35(3)

4,4(1) 13,2(2)13,97(2)14,52(1)-

26,4(2)-36,5(2)-

-4,16(1) 12,47(2)13,2(2)13,8(1) 24,94(2)-

34,5(2)-Các hệ thống này thường là 3 pha 3 dây trừ khi có những chỉ định khác.Các giá trị điện áp được cho là U dây

Các trị số cho trong ngoặc đơn là các giá trị ít được sử dụng Các trị sốnày không nên áp dụng đối với các mạng mới sắp xây dựng

(1) Các trị số này không nên dùng đối với các mạng phân phối công cộng.(2) Các hệ thống này thường có 4 dây

(3) Sự thống nhất các giá trị này đang được xem xét

1.2 Xác định điện áp tối ưu

Việc lựa chọn điện áp cho có 1 ý nghĩa kinh tế rất lớn  phải so sánh kinh

tế – kỹ thuật nhiều phương án Trước tiên đưa ra các phương án về điện áp Sau

đó tính hàm chi phí tính toán của chúng

Ztt = (avh + atc).K + CA Trong đó:

K - Vốn cho đường dây, thiết bị đóng cắt, đo lường bảo vệ, thiết bịbù…

avh – Chi phí vận hành

atc – Chi phí tổ chức

CA – Giá tiền tổn thất điện năng 1 năm

So sánh và tìm ra Zmin  phương án được chọn Với cách làm như vậy tatìm được ngay cấp điện áp tối ưu nằm trong dãy điện áp tiêu chuẩn

2 Các quy định

Mục tiêu: Trình bày được các quy định trong thiết kế mạng điện dân dụng.

Các mạng điện phải tuân thủ các quy định do Nhà nước, hoặc các tổ chức

có thẩm quyền ban hành Nhất thiết phải xem xét đến những ràng buộc nàytrước khi bắt đầu thiết kế

2.1 Phạm vi điều chỉnh

Luật của quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam số28/2004/QH11 về điện lực Luật này quy định về quy hoạch và đầu tư phát triểnđiện lực; tiết kiệm điện; thị trường điện lực; quyền và nghĩa vụ của tổ chức, cánhân hoạt động điện lực và sử dụng điện; bảo vệ trang thiết bị điện, công trìnhđiện lực và an toàn điện

2.2 Đối tượng áp dụng

Luật này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân hoạt động điện lực, sử dụngđiện hoặc có các hoạt động khác liên quan đến điện lực tại Việt Nam Trườnghợp điều ước quốc tế mà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam ký kết hoặcgia nhập có quy định khác với quy định của Luật này thì áp dụng quy định củađiều ước quốc tế đó

2.3 Giải thích từ ngữ

Trong Luật này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:

1 Hoạt động điện lực là hoạt động của tổ chức, cá nhân trong các lĩnh vựcquy hoạch, đầu tư phát triển điện lực, phát điện, truyền tải điện, phân phối điện,điều độ hệ thống điện, điều hành giao dịch thị trường điện lực, bán buôn điện,bán lẻ điện, tư vấn chuyên ngành điện lực và những hoạt động khác có liênquan

2 Đơn vị điện lực là tổ chức, cá nhân thực hiện hoạt động phát điện,truyền tải điện, phân phối điện, điều độ hệ thống điện, điều hành giao dịch thịtrường điện lực, bán buôn điện, bán lẻ điện, tư vấn chuyên ngành điện lực vànhững hoạt động khác có liên quan

3 Lưới điện là hệ thống đường dây tải điện, máy biến áp và trang thiết bịphụ trợ để truyền dẫn điện Lưới điện, theo mục đích sử dụng và quản lý vậnhành, được phân biệt thành lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối

4 Bán buôn điện là hoạt động bán điện của đơn vị điện lực này cho đơn

vị điện lực khác để bán lại cho bên thứ ba

5 Bán lẻ điện là hoạt động bán điện của đơn vị điện lực cho khách hàng

sử dụng điện

6 Khách hàng sử dụng điện là tổ chức, cá nhân mua điện để sử dụng,không bán lại cho tổ chức, cá nhân khác

7 Khách hàng sử dụng điện lớn là khách hàng sử dụng điện có công suất

và sản lượng tiêu thụ lớn theo quy định của Bộ Công nghiệp phù hợp với từngthời kỳ phát triển của hệ thống điện

8 Biểu giá điện là bảng kê các mức giá và khung giá điện cụ thể áp dụngcho các đối tượng mua bán điện theo các điều kiện khác nhau.

9 Khung giá điện là phạm vi biên độ dao động cho phép của giá điện giữagiá thấp nhất (giá sàn) và giá cao nhất (giá trần)

10 Hệ thống điện quốc gia là hệ thống các trang thiết bị phát điện, lướiđiện và các trang thiết bị phụ trợ được liên kết với nhau và được chỉ huy thốngnhất trong phạm vi cả nước

11 Điều tiết điện lực là tác động của Nhà nước vào các hoạt động điệnlực và thị trường điện lực nhằm cung cấp điện an toàn, ổn định, chất lượng, sửdụng điện tiết kiệm, có hiệu quả và bảo đảm tính công bằng, minh bạch, đúngquy định của pháp luật

12 Điều độ hệ thống điện là hoạt động chỉ huy, điều khiển quá trình phátđiện, truyền tải điện, phân phối điện trong hệ thống điện quốc gia theo quy trình,quy phạm kỹ thuật và phương thức vận hành đã được xác định

13 Điều hành giao dịch thị trường điện lực là hoạt động quản lý và điềuphối các giao dịch mua bán điện và dịch vụ phụ trợ trên thị trường điện lực

14 Thiết bị đo đếm điện là thiết bị đo công suất, điện năng, dòng điện,điện áp, tần số, hệ số công suất, bao gồm các loại công tơ, các loại đồng hồ đođiện và các thiết bị, phụ kiện kèm theo

15 Trộm cắp điện là hành vi lấy điện trái phép không qua công tơ, tácđộng nhằm làm sai lệch chỉ số đo đếm của công tơ và các thiết bị điện khác cóliên quan đến đo đếm điện, cố ý hoặc thông đồng ghi sai chỉ số công tơ và cáchành vi lấy điện gian lận khác

16 Công trình điện lực là tổ hợp các phương tiện, máy móc, thiết bị, kếtcấu xây dựng phục vụ trực tiếp cho hoạt động phát điện, truyền tải điện, phânphối điện, điều độ hệ thống điện, mua bán điện; hệ thống bảo vệ công trình điệnlực; hành lang bảo vệ an toàn lưới điện; đất sử dụng cho công trình điện lực vàcông trình phụ trợ khác

2.4 Mục tiêu

Khi thiết kế, thi công mạng điện dân dụng không vi phạm các quy địnhcủa nhà nước, của điện lực Thực hiện nghiêm túc việc sử dụng cũng như là kinhdoanh điện Các đơn vị thực hiện biết được quyền và nghĩa vụ của mình

2.5 Bảo vệ an toàn

Nghị định về an toàn điện của chính phủ, căn cứ Luật Tổ chức Chính phủngày 25 tháng 12 năm 2001, Theo đề nghị của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp:

Trong Nghị định này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:

1 Lưới điện bao gồm các đường dây dẫn điện, trạm biến áp và các côngtrình, thiết bị phụ trợ khác liên kết với nhau để thực hiện quá trình truyền tải,phân phối điện

2 Điện cao áp là điện áp từ 1.000 V trở lên

3 Điện hạ áp là điện áp dưới 1.000 V

4 Thiết bị điện là các máy móc dùng để sản xuất, biến đổi, phân phối, đolường, bảo vệ và tiêu thụ năng lượng điện.

5 Thiết bị bảo vệ là thiết bị tự động cắt mạch điện trong chế độ làm việckhông bình thường

6 Dụng cụ điện là những công cụ cầm tay có sử dụng điện

7 Biển báo an toàn về điện là các biển báo có chữ và dấu hiệu có điện ápđặt trên các kiến trúc xây dựng của công trình điện hoặc các thiết bị, dụng cụđiện để báo cho người tránh khỏi nguy hiểm do điện gây ra khi vận hành, làmviệc và đi qua gần các thiết bị đó

8 Nối đất là nối các bộ phận bằng kim loại của thiết bị điện, các bộ phậnbằng kim loại của các thiết bị khác hoặc các kết cấu bằng kim loại với trang bịnối đất

9 Nối “không” bảo vệ là nối các bộ phận bằng kim loại lúc bình thườngkhông có chức năng dẫn điện của thiết bị điện, các bộ phận bằng kim loại củacác thiết bị khác hoặc các kết cấu bằng kim loại với dây trung tính đã nối đấttrực tiếp của nguồn điện

10 Máy thủy điện cực nhỏ là máy phát điện chạy bằng sức nước có côngsuất từ 1.000 W/tổ máy trở xuống

11 Sử dụng điện làm phương tiện bảo vệ trực tiếp là dùng nguồn điện cómức điện áp thích hợp đấu nối trực tiếp vào hàng rào, vật cản, vật che chắn củakhu vực hoặc đối tượng được bảo vệ (sau đây gọi chung là hàng rào bảo vệ).Khi đối tượng cố ý xâm phạm vào khu vực hoặc đối tượng được bảo vệ và tiếpxúc trực tiếp với hàng rào bảo vệ sẽ bị điện giật, đồng thời hệ thống bảo vệ pháttín hiệu báo động cho người bảo vệ khu vực đó biết

áp mà gây xáo trộn cho khách hàng lân cận thì ngành điện có thể yêu cầu dùngđiện từ phía trung áp

Cung cấp từ phía trung áp có thể lợi cho khách hàng trung áp như sau:

- Không bị ảnh hưởng bởi các phụ tải khác

- Có thể tự do chọn hệ thống nối đất phía hạ áp

- Có nhiều lựa chọn hơn về hệ thống giá điện kinh tế

- Có thể cho phép sự gia tăng tải lớn

Tuy nhiên cần lưu ý:

- Khách hàng là chủ của trạm trung/hạ, do đó phải tự bỏ tiền để lắp đặttrạm

- Khách hàng chỉ có quyền tiếp cận phần hạ áp Tiếp cận phần trung ápchỉ được dành cho ngành điện (đọc công tơ, thao tác…)

- Dạng và vị trí của trạm sẽ được chọn theo thỏa thuận giữa khách hàng

và ngành điện

2.7 Lựa chọn các thiết bị điện

Việc lựa chọn các thiết bị điện là một khâu hết sức quan trọng Các thiết

bị điện phải được chọn chính xác đúng chủng loại, đúng quy cách như trongthiết kế đã được duyệt, có như vậy mới đảm bảo làm việc lâu dài, hiệu quả và antoàn

2.8 Thi công lắp đặt hệ thống điện và kiểm tra trước khi đi vào vận hành

Là công việc thực hiện dựa trên các bản thiết kế đã được xét duyệt vàđược phép thi công Người thi công lắp đặt cần nắm rõ, chi tiết các hạng mục,các công đoạn được thể hiện trên bản thiết kế để từ đó thi công theo đúng bảnvẽ

Công trình thi công kết thúc phải kiểm tra tổng thể đảm bảo các điều kiện

kỹ thuật, an toàn tuyệt đối mới được đưa vào vận hành

3 Các tiêu chuẩn IEC

Mục tiêu: Trình bày được các tiêu chuẩn IEC về thiết kế mạng điện dân dụng

3.1 Khái niệm chung

IEC là tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hoá được thành lập sớm nhất (năm1906) Mục tiêu của IEC là thúc đẩy sự hợp tác quốc tế về tiêu chuẩn hoá tronglĩnh vực điện và điện tử và các vấn đề có liên quan như: chứng nhận sự phù hợptiêu chuẩn điện và hỗ trợ cho thông hiểu quốc tế IEC có mối quan hệ hợp tácchặt chẽ với nhiều tổ chức tiêu chuẩn hoá và chuyên môn quốc tế như: ISO,Liên đoàn Viễn thông quốc tế - ITU; Ban Tiêu chuẩn hoá kỹ thuật điện Châu Âu

- CENELEC Đặc biệt, giữa IEC và ISO đã thiết lập một thoả thuận về phạm vihoạt động của mỗi tổ chức Theo thoả thuận này, phạm vi hoạt động của IECbao gồm tiêu chuẩn hoá trong lĩnh vực điện và điện tử ISO và IEC đã thành lậpmột ban kỹ thuật hỗn hợp về công nghệ thông tin được đặt trong cơ cấu các cơquan kỹ thuật của ISO (ISO/IEC/JTC1)

IEC hiện có 53 nước thành viên là đại diện của ngành công nghiệp điện vàđiện tử của các nước này, trong đó, trên 60% thành viên là các cơ quan tiêuchuẩn hoá quốc gia

Hiện nay, Việt Nam đang tích cực chuẩn bị các điều kiện để tham giaIEC Tuy chưa là thành viên của IEC nhưng, hàng năm, chúng ta cũng đượccung cấp đầy đủ các tiêu chuẩn do IEC ban hành Trong những năm gần đây,nhiều TCVN về điện-điện tử được ban hành trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩnIEC

3.2 Các tiêu chuẩn cơ bản

Các hướng dẫn này dựa trên các tiêu chuẩn IEC đã ban hành, đặc biệt IEC

364 Tiêu chuẩn IEC 364 do các chuyên gia về y tế và kỹ thuật của tất cả cácnước trên thế giới xây dựng, thông qua việc so sánh các kinh nghiệm thực tế ởphạm vi quốc tế Hiện nay, các nguyên tắc về an toàn của IEC 364 và 479-1 lànền tảng cho hầu hết các tiêu chuẩn trên thế giới

Các yêu cầu chung và các bộ biến đổi công suấtCác yêu cầu chung và các bộ biến đổi công suấtPhần 4: Các phương pháp xác định đặc tính và các yêu cầu kiểmtra cho việc cung cấp điện liên tục.

Điện áp cách ly cao áp – Phần 1: các cao áp có điện áp định mức1kV≤Uđm≤52kV

Cầu chì hạ áp – Phần 1: các yêu cầu chungCầu chì hạ áp – Phần 3: các yêu cầu phụ đối với các cầu chìdành cho những người không có kiến thức về điện sử dụng (chủyếu là cầu chì dân dụng và các ứng dụng tương tự)

Cầu chì trung áp – Phần 1: Cầu chì giới hạn dòngTính toán dòng làm việc liên tục định mức của cáp (hệ số tải100%)

Tự đóng cắt hợp bộ xoay chiều có vỏ bọc bằng kim loại và bộphận điều khiển với 1kV ≤ Uđm ≤ 52kV

Mạng điện của các tòa nhàMạng điện của các tòa nhà – Phần 3: Đánh giá về các đặc tínhchung

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn Mục 41:Bảo vệ chống điện giật

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn Mục 42:Bảo vệ chống sự cố do nhiệt

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn Mục 43:Bảo vệ chống quá dòng

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn Mục 47:Các biện pháp bảo vệ chống điện giật

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết

bị Mục 51: Các quy tắc chung

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết

bị Mục 52: Hệ thống đi dây

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết

bị Mục 53: Thiết bị đóng cắt và các bộ phận điều khiển

Mạng điện của các tòa nhà – Phần 6: Kiểm traMạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với cácmạng hoặc vị trí đặc biệt Mục 701: mạng điện trong phòng tắmMạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với cácmạng hoặc vị trí đặc biệt Mục 706: các vị trí hạn chế dẫn điệnMạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với cácmạng hoặc vị trí đặc biệt Mục 710: Mạng điện trong khu triển

lãm, phòng biểu diễn, hội chợ giải trí,…

Phối hợp cầu chì – cầu điện ápo điện xoay chiều trung thế

Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 1: Cácthiết bị được thí nghiệm theo loại và thí nghiệm một phần

Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 2: Các yêucầu riêng đối với hệ thống thanh dẫn đi trong máng (kiểu thanhdẫn)

Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 3: Các yêucầu riêng đối với tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiểnđược lắp đặt nơi có những người không có kỹ năng về điện cóthể thao tác với tủ phân phối

Nhận dạng dây dẫn theo màu hoặc sốẢnh hưởng của dòng điện đối với người và vật nuôi Phần 1:Các khía cạnh chung

Ảnh hưởng của dòng điện đối với người và vật nuôi Phần 2:Các khía cạnh đặc biệt

Các cấp độ bảo vệ do vỏ bọc (mã IP)Các đặc điểm kỹ thuật của các cầu chì kết nối trung thế dànhcho các mạch có động cơ

Phối hợp cách điện đối với các thiết bị trong mạng hạ ápCác tiêu chuẩn chung cho thiết bị đóng cắt cao thế và bộ điềukhiển

Hướng dẫn về giới hạn phát nhiệt cho phép của cáp điện lực vớiđiện áp định mức không quá 0,6/1,0 kV

Máy biến áp cách ly và máy biến áp cách ly an toàn Các yêucầu

Các yêu cầu chung đối với thiết bị bảo vệ tác động theo dòng ròHướng dẫn áp dụng để chọn cầu chì kết nối phía trung thế đặt ởmáy biến áp

Tụ bù mắc song song loại self-healing (tự phục hồi) đặt ở mạngxoay chiều có điện áp định mức, Uđm ≤ 660V – Phần 1: Tổngquan – Các đặc tính, thí nghiệm và định mức, các yêu cầu về antoàn – Hướng dẫn lắp đặt vận hành

BÀI 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐỘNG CƠ, NHIỆT VÀ CHIẾU SÁNG

Mã bài: MD 33.02 Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp tính toán phụ tải

- Tính toán được công suất cho các loại phụ tải: động cơ, thiết bị nhiệt vàcác loại đèn

- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số

Nội dung:

1 Tính toán công suất cho động cơ cảm ứng

Mục tiêu: Trình bày, tính được công suất cho động cơ cảm ứng.

1.1 Khái niệm chung

Khảo sát công suất biểu kiến yêu cầu thực của các tải là bước cần thiếtđầu tiên cho việc thiết kế mạng hạ thế

Việc khảo sát các giá trị thực của nhu cầu phụ tải cho phép thiết lập:

- Công suất yêu cầu được xác định rõ trong hợp đồng với ngành điện

- Công suất định mức của máy biến áp trung/ hạ thế được lắp đặt (có chophép sự tăng phụ tải trong tương lai);

- Các mức dòng điện tải tại mỗi tủ phân phối

Công suất định mức Pn (kW) của động cơ là công suất định mức đầu ra(trên trục động cơ) Công suất biểu kiến S (kVA) là hàm của công suất đầu ra,hiệu suất và hệ số công suất của động cơ

Cos

P

1.2 Nội dung tính toán

1.2.1 Dòng điện yêu cầu

Dòng yêu cầu Ia, A cung cấp cho động cơ được xác định theo công thứcsau:

1000

1000



Pn: công suất định mức (kW);

U: đối với động cơ 3 pha là U dây và đối với động cơ 1 pha thì U là điện

áp đặt trên đầu cực của động cơ (V) (pha - trung tính hoặc pha – pha)

η: hiệu suất của động cơ = công suất đầu ra kW/ công suất đầu vào kWcosφ: hệ số công suất = kW đầu vào/ kVA đầu vào

1.2.2 Dòng khởi động động cơ

Dòng điện khởi động (Id) đối với động cơ cảm ứng 3 pha, phụ thuộc loạiđộng cơ sẽ có các trị số sau:

- Đối với động cơ rotor lồng sóc khởi động trực tiếp

- Iđóng điện = (4,2 ÷ 9)In đối với động cơ 2 cực

- Iđóng điện = (4,2 ÷ 7)In đối với động cơ nhiều cực (giá trị trung bình là 6In)

In: dòng đầy tải của động cơ;

+ Đối với động cơ rotor dây quấn và động cơ một chiều, Iđóng điện phụ thuộcvào giá trị điện trở khởi động trong mạch rotor:

Iđóng điện = (1,5 ÷ 3)In (giá trị trung bình là 2,5In)

+ Đối với động cơ được điều khiển bởi bộ biến tần điều khiển tốc độ (ví

dụ bộ Altivar telemecanique), nếu không có số liệu, có thể coi bộ điều khiển tốc

độ làm tăng thêm công suất cần cung cấp tới động cơ khoảng 10%

1.2.3 Bù công suất phản kháng

Bù công suất phản kháng (kVAr) đối với động cơ cảm ứng

Việc giảm dòng cung cấp cho động cơ cảm ứng thường là có lợi cả về mặt

kỹ thuật lẫn kinh tế Điều này có thể được thực hiện nhờ các tụ điện, và khôngảnh hưởng đến công suất đầu ra của động cơ

Việc áp dụng nguyên tắc này khi vận hành động cơ cảm ứng thường cóliên quan tới “cải thiện hệ số công suất” hoặc “hiệu chỉnh hệ số công suất”

Công suất biểu kiến cung cấp cho động cơ cảm ứng có thể giảm đáng kể

do việc mắc song song với nó bộ tụ điện Việc làm giảm công suất biểu kiến đầuvào làm giảm dòng điện dòng điện vào động cơ (điện áp giữ nguyên) Việc bùcông suất phản kháng đặc biệt đúng đắn đối với các động cơ làm việc ở chế độdài hạn non tải

Như đã nói trên cosφ: hệ số công suất = kW đầu vào/ kVA đầu vào, vìvậy việc giảm kVA đầu vào sẽ làm tăng (nghĩa là cải thiện) hệ số cosφ

Dòng cung cấp cho động cơ sau khi điều chỉnh hệ số cosφ được xác địnhtheo công thức cos '

và sau khi được bù đến trị số cosφ = 0,93 (tgφ = 0,4)

Các giá trị này là trị số trung bình và sẽ khác nhau tùy theo loại động cơ

và các hãng sản xuất khác nhau

Ghi chú: các trị số điện áp định mức của các tải liệt kê trong bảng 2.1 vẫndựa trên mức 220/380V, tiêu chuẩn quốc tế hiện nay (từ năm 1983) là230/400V

Để chuyển đổi trị số dòng được cho của các động cơ ở cấp 220V và 380Vsang dòng ở cấp điện áp 230V và 400V bằng cách nhân với hệ số 0,95

Bảng 2.1: Công suất và dòng điện của các động cơ cảm ứng tiêu biểu:

2 Tính toán công suất cho các thiết bị nhiệt kiểu điện trở

Mục tiêu: Trình bày, tính được công suất cho các thiết bị nhiệt kiểu điện trở

2.1 Khái niệm

Các thiết bị nhiệt kiểu điện trở là các thiết bị tiêu thụ điện năng để biếnđổi thành nhiệt năng hoặc quang năng, có công suất tiêu thụ bằng với công suấtđịnh mức Pn do nhà sản xuất cung cấp

2.2 Nội dung tính toán

Thiết bị nhiệt kiểu điện trở có thể là thiết bị 3 pha, có thể là thiết bị 1 pha,dòng điện được tính như sau:

Trong đó: U – Điện áp ở các đầu cực của thiết bị (V)

Ia – Dòng điện qua thiết bị (A)

Pn – Công suất định mức của thiết bị (W)2.3 Bảng 2.2 dòng điện yêu cầu của phụ tải đốt nóng kiểu điện trở

3 Tính toán công suất cho đèn huỳnh quang và các thiết bị liên quan

Mục tiêu: Trình bày, tính được công suất cho đèn huỳnh quang và các thiết bị liên quan.

3.2 Nội dung tính toán

Trong trường hợp khách hàng yêu cầu thiết kế chiếu sáng chính xác với

độ rọi E nào đó, cần tiến hành theo 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: thiết kế sơ bộ theo suất chiếu sáng tìm được số lượng bóngđèn và sơ bộ bố trí đèn trên khu vực

- Giai đoạn 2: kiểm tra độ rọi theo yêu cầu

Công thức xác định độ rọi tại một điểm nào đó cần kiểm tra:

.

m lm L

F n

F  o

n: số bóng đèn trong nguồn sáng;

F0: quang thông 1 bóng đèn, lm;

L: chiều dài nguồn sang, m;

e i : tổng độ rọi tương đối trên điểm cần kiểm tra

Trị số của ei tìm được bằng cách tra đồ thị theo hai tỷ số P/H và L/H.Trong đó:

H: chiều cao nguồn sáng;

P: khoảng cách từ điểm cần kiểm tra độ rọi tới nguồn phát sáng trênmặt phẳng ngang;

L: chiều dài nguồn sáng kể từ điểm kiểm tra về 2 phía

3.3 Bảng dòng điện yêu cầu và công suất tiêu thụ

Cách sắp xếp

đèn, starter và

ballast

Côngsuấtcủaống(1)

Côngsuấttiêu thụ

Dòng (A) ở 220/240V Chiều

dàiống(cm)

Chưa hiệuchỉnh hệ sốcông suất

Đã hiệuchỉnh hệ sốcông suất

Ballastđiện tử

ống đơn với

starter

183658

274569

0,370,430,67

0,190,240,37

60120150ống đơn không

có starter(2), khởi

động bằng mạch

ngoài

204065

335481

0,410,450,80

0,210,260,41

60120150

Đèn ống đôi có

starter

2x182x362x58

5590138

0,270,460,72

60120150Đèn ống đôi

3656

0,160,25

120150

Đèn ống đôi với

ballast tần số

cao cos=0,96

2x322x50

72112

0,330,50

120150

(1) công suất ghi trên đèn

(2) dùng khi có thao tác bảo trì

Bài 3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG

Mã bài: MD 33.03 Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp tính toán chiếu sáng

- Lựa chọn được phương án chiếu sáng

- Tính toán được số lượng, công suất đèn theo yêu cầu độ rọi và phươngthức chiếu sáng

- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số

Nội dung:

1 Các đại lượng thường dùng trong thiết kế chiếu sáng

Mục tiêu: Nêu được các đại lượng thường dùng trong thiết kế chiếu sáng.

Lumen là quang thông đo nguồn phát ra trong một góc đặc bằng mộtstéradian

Quang thông có thể là đơn sắc (monochormatic)  hay tập hợp  Gọi

Pd thông lượng bức xạ trong khoảng phổ d, quang thông sẽ là:

d P V K d

Ở đây V là khả năng nhìn rõ tương đối của các bức xạ đơn sắc và K là hệ

số tương đương phép đo quang của bức xạ; nó có giá trị gần đùng là k = 650 lm/W

1.2 Cường độ ánh sáng

Cường độ ánh sáng I , đơn vị candela [cd]

Cường độ ánh sáng I của một nguồn sáng dạng điểm theo một phươngcho là tỷ lệ giữa quang thông d phát từ trong một góc dω (steradian) nó truyền

đi một lượng quang thông dF thì cường độ ánh sáng của nguồn sáng này

Bảng 3.1 Cường độ sáng của một số nguồn sáng thông dụng

Nguồn sáng Cường độ sáng(cd) Ghi chú

Đèn sợi đốt 300W/220V

có bộ phản xạ

4001500

Theo mọi hướng

Ở giữa chùm tiaĐèn iot kim loại 2kW

có bộ phản xạ

14800250000

Theo mọi hướng

Ví dụ sau đây sẽ minh hoạ điều này: một đèn sợi đốt 40W, thực tế phát racùng một quang thông, do vậy sẽ có cùng một cường độ theo mọi hướng dùbóng đèn thuỷ tinh sáng trong hay thuỷ tinh đục mờ Rõ ràng đối với mắt, cáchxuất hiện của hai loại bóng đèn này rất khác nhau, đối với bóng đèn thuỷ tinhtrong ta nhận thấy chói mắt hơn

Người ta định nghĩa độ chói L của một diện tích của một nguồn sáng ởmột điểm của nó, trong một phương cho trước (phương tạo lên góc ỏ (hình 4.3))

là tỉ lệ giữa cường độ ánh sáng dI theo phương đã được nêu trên của một diệntích vi phân dS xung quanh điểm này, với

diện tích d = dS cos của sự chiếu của

sự chiếu của bề mặt sơ cấp lên trên mặt

phẳng thẳng góc theo phương đã được

chọn:

dI dS

dI

cos

Trong kỹ thuật chiếu sáng, độ chói

là cơ sở cho các khái niệm về trị gác và tiện nghi giác

Ở Hệ MKS: đơn vị là 





 2

m cd

Ở hệ CGS: đơn vị là Stilb, viết tắt sb

Những đơn vị thường dùng là: apostilp - (asb); lambert - (La);mililambert- (mLa)

Quan hệ như sau: 1cd/m2 = 10-4 sd

1La = 1/sd 1asd = 1/ cd/m2

1mLa = 10-3 sd1.4 Độ chiếu sáng (Độ rọi E)

H×nh 4.3

n

ds

Độ rọi: người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi,

có đơn vị là lux: (1 lux=1 lm/m2)

dF

E

dS



Bảng 3.2 Quy định về độ rọi cho một số khu vực (t/c Pháp)

Đối tượng chiếu sáng Độ rọi (lx) Đối tượng chiếu sáng Độ rọi

Phòng làm việc 400 ÷ 600 Phòng học, thí nghiệm 300 ÷ 500

Cửa hàng, kho tàng 100 Công việc với các chi

R = dF/dS

Như vậy, độ trưng là quang thông bức xạ trên một đơn vị diện tích dS củanguồn

2 Các phương thức chiếu sáng

Mục tiêu: Trình bày được các phương thức chiếu sáng trong dân dụng

2.1 Chiếu sáng gián tiếp

Chiếu sáng gián tiếp thì 90-100% ánh sáng phát ra từ nguồn sẽ hắt lêntường hoặc trần nhà sau đó được phản xạ ra xung quanh, do vậy chất lượng ánhsáng phụ thuộc rất lớn vào bề mặt trần và tường nhà Đặc điểm của phương phápnày là cường độ sáng phân phối khá đồng đều, độ tương phản giữa các đồ vậttrong phòng không lớn nên có thể bổ sung các nguồn chiếu rọi nhằm làm nổi bậtmột vài bộ phận nào đó trong phòng Phương pháp này được sử dụng nhiềutrong chiếu sáng phòng ngủ khách sạn

2.2 Chiếu sáng nửa gián tiếp

Chiếu sáng gián tiếp thì 60-90% ánh sáng phát ra từ nguồn sẽ hắt lêntường hoặc trần nhà sau đó được phản xạ ra xung quanh, chất lượng ánh sángcũng phụ thuộc rất lớn vào bề mặt trần và tường nhà Chất lượng ánh sáng trongtrường hợp này tương tự như trường hợp chiếu sáng gián tiếp nhưng độ rọi lớnhơn

Sử dụng phương pháp chiếu sáng gián tiếp và nửa gián tiếp thường tạocảm giác không gian có chiều cao lớn hơn, rất thích hợp trong các phòng rộngnhưng bị hạn chế về chiều cao

2.3 Chiếu sáng khuếch tán

Chiếu sáng khuếch tán thì 65-75% ánh sáng phát ra từ nguồn sáng đithẳng tới bè mặt cần chiếu sáng, phần còn lại sẽ đi tới trần và tường Đặc điểmcủa phương pháp này là ánh sáng phân phối đồng đều trên cả bề mặt ngang lẫnchiều cao của phòng

Cả 3 phương pháp trên thường được kết hợp với nhau và được sử dụngphổ biến trong các khách sạn nơi mà các yêu cầu về chiếu sáng thẩm mỹ đượcđặt lên hàng đầu.

2.4 Chiếu sáng trực tiếp

Là phương pháp hầu hết ánh sáng từ bóng đèn chiếu trực tiếp vào bề mặtnơi cần thắp sáng Phương pháp này tiết kiệm nhưng ánh sáng bị nhấp nháy,không ổn định và làm chói mắt

2.5 Chiếu sáng nửa trực tiếp

Là phương pháp kết hợp cả hai phương pháp phản chiếu và trực chiếu.Người ta ứng dụng nhiều hơn nhằm mục đích dung hòa những ưu nhược điểmcủa hai phương pháp nói trên

Hai phương pháp chiếu sáng trực tiếp và nửa trực tiếp đều tận dụng ánhsáng của nguồn cho những khu vực cần cường độ chiếu sáng mạnh như vănphòng làm việc hay tạo độ tương phản lớn giữa các đồ vật, gây ấn tượng về mặt

bố cục không gian Trong các tòa nhà văn phòng, khi mà đèn được gắn trên lớptrần giả thì phương pháp này được áp dụng

3 Phương pháp tính toán chiếu sáng

Mục tiêu: Trình bày được các phương pháp tính toán chiếu sáng

3.1 Phương pháp hệ số sử dụng

Phương pháp hệ số sử dụng là phương pháp chính để tính toán chiếu sángcho những nơi có yêu cầu cao về chiếu sáng Phương pháp này dựa trên tinhthần chính sau: Độ rọi nhận được từ bất kể một bề mặt nào cũng bao gồm có haiphần:

E = Et + Ep

Trong đó: Et - là độ rọi nhận trực tiếp từ các nguồn sáng

Ep - là độ rọi nhận được gián tiếp từ các vật phản xạ

Phương pháp này chủ yếu quan tâm đến độ rọi nhận gián tiếp qua các vậtphản xạ lại Thường được áp dụng cho thiết kế chiếu sáng trong nhà, chiếu sánghội trường, phòng họp v.v nơi mà số lượng bóng đèn có quá nhiều và vật phản

xạ ánh sáng lại đáng kể

Theo phương pháp này toàn bộ quang thông phát ra từ các đèn (F đèn) chỉ

có một số nào đó đến được bề mặt của diện tích cần TK-CS ta gọi là phần quangthông hữu íc (Fhu íc) Từ đó ta có hệ số sử dụng quang thông được xác định theobiểu thức sau:

n F0

F F

F K

den

uÝc h





Trong đó:

Fhuu íc hoặc F - Tổng quang thông chiếu tới diện tích sản xuất

F đèn - Tổng quang thông phát ra của tất cả các đèn

F0 - Quang thông phát ra từ 1 đèn (giả thiết khu vực chiếu sáng chỉ

sử dụng một loại bóng đèn)

n - Tổng số bóng đèn sử dụng

Ksd - Hệ số sử dụng quan thông

Bản thân hệ số sử dụng quang thông là tham số phụ thuộc vào nhiều yếu

tố khác nhau (vào cách bố trí đèn, vào loại đèn, vào hệ số phản xạ của trần, nền,tường và các vật xung quanh) Tuy nhiên với một số tham số phụ thuộc biếttrước như loại đèn, cách bố trí cùng hệ số phản xạ của trần, tường, nền thì người

ta có thể xác định được hệ số Ksd bằng các phương pháp thực nghiệm Trongthực tế người ta xây dựng bảng tra Ksd theo (loại đèn, ; tr; t; n )

Mặt khác ta có thể xác định được tổng lượng quan thông cần thiết chođiện tích sản xuất theo công thức:

F = Kdtr Etb STrong đó:

có nghĩa là ta có thể xác định được quang thông cần thiết cho mỗi bóng đèn

sd

dtr K n z

S E K F

.

. min

0 Ngoài ra nếu biết được F0 chúng ta có thể tìm được loại bóng đèn thực tếcần sử dụng  tra bóng đèn (P0 ; Uđm)

P cs n P0

Trường hợp nếu chúng ta chưa bố trí đèn trước tức là ta chưa biết trước n(số lượng bóng đèn) Thì chúng ta cũng có thể xác định được tổng quang thôngcần thiết cho khu vực cần TK-CS theo công thức sau:

sd

dtr K z

S E K F n F

.

.

0 





Sau đó ta chọn một loại bóng đèn cụ thể có trên thị trường  Đèn (P0 ; F0;

Uđm), trên cơ sở đó ta có số lượng bóng đèn cần thiết cho khu vực cần TK-CS:

sd

dtr K F z

S E K n

.

.

0

min

Chú ý : Hệ số sử dụng quang thông có thể tra được từ các bảng tra:

Ksd = f (loại đèn; ; trần; tường ; nền )Trong đó  - được gọi là chỉ số hìng dạng của căn phòng Nó được xácđịnh theo chiều dài, chiều rộng của căn phòng và độ cao treo đèn

.( )

.

b a H

b a





Trong đó: a, b - chiều dài và chiều rộng của căn phòng

H - là độ cao treo đèn

3.2 Phương pháp tính từng điểm

Trong phương pháp này như ở phần trên đã giới thiệu chúng ta chỉ quantâm đến độ rọi chiếu trực tiếp tư các đèn tới và vì vậy chúng ta sẽ tính độ rọi từmột đèn đến một diện tích ds (tại điểm A) như hình vẽ.

Xác định độ rọi của đèn tới một điểm:

Từ khái niệm về góc khối ta có dS=R2.d Tuy nhiên phần diện tíchtrong (HV) của chúng ta không nằm thẳng góc với tia tới Mà pháp tuyến của nótạo với tia tới một góc  và vì vậy phần diện tích vuông góc với tia tới thực chất

sẽ là:



 cos

.

2d R

R

I dS

Xét tam giác vuông (HV).

Ta có thay biểu thức này vào biểu thức trên ta có:

1000

'

d F I

.

H

F I

1

cos 1000

H

I F E E

E

i A

E

E K F

 Đội rọi do đèn thứ i chiếu tới

 - Hệ số kể đến độ rọi của các đèn khác ảnh hưởng đến điểm đang xétnhưng chưa được tính trong  trên Thông thường  = 1,1  1,2

E min và trong thiết kế ta vẫn nên thêm hệ số dự trữ Cho nên ta có:

E A = K dtr E min

P cs p0.S

Trong đó: p0 - suất phụ tải chiếu sáng [W/m2] tra bảng

S [m2] - diện tích cần tính toán chiếu sáng (diện tích mặt bằng nhàxưởng)

4 Phương pháp lựa chọn số lượng, chủng loại, công suất đèn

Mục tiêu: Tính toán được số lượng, công suất đèn theo yêu cầu độ rọi và phương thức chiếu sáng

4.1 Lựa chọn số lượng

Lựa chọn số lượng bóng đèn n cần chiếu sáng cho diện tích S phải dựavào tổng công suất chiếu sáng và công suất mỗi bóng đèn

cs d

P P

Nhược điểm: tốn điện, phát nóng, tuổi thọ phụ thuộc điện áp

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của bóng đèn sợi đốt

Công suất, W Quang thông F, lumen110 V 220 V Thời gian sửdụng, h

F, lumen đènánh sáng banngày

Có thể phân thành: chao đèn trực tiếp, phản xạ và khuếch tán

Chao đèn có tác dụng làm mắt khỏi bị chói, bảo vệ cho bóng khỏi va đập,bụi bẩn hoặc bị phá hủy bởi các khí ăn mòn…

Mục tiêu: Tính toán, thiết kế chiếu sáng được cho một số phụ tải điển hình

5.1 Thiết kế chiếu sáng cho một siêu thị nhỏ diện tích 10x10 = 100m2

GIẢI:

Siêu thị yêu cầu mức độ chiếu sáng cao vì vậy chọn suất chiếu sáng là:

P0 = 30 W/m2Tổng công suất cần cấp cho chiếu sáng siêu thị là:

Pcs = P0.S = 30 x (10x10) = 3000WChọn dùng loại đèn túyp, dài 1,2m, công suất 40W Vậy số lượng bóngđèn cần dùng là:

) ( 75 40

Mặt bằng bố trí đèn và đi dây như Hình 3.1

Sơ đồ nguyên lý lưới điện chiếu sáng cho siêu thị như sau:

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý cấp điện chiếu sáng cho siêu thị

Lựa chọn áptômát tổng CBT:

(A) 17,045 220.0,8

3000 I

40 x 15 I

Iđm

Sốcực

Icđm(kA)

Sốlượng

CB1, CB2, CB3,

ABE

Vì xa nguồn nên không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch

Lựa chọn dây dẫn cho 5 dãy đèn

k1k2Icp Itt = 3,409 (A)

Dự định dùng dây đồng bọc nhựa hạ áp, lõi mềm nhiều sợi do CADIVIchế tạo, đi riêng lẻ: k1 = k2 = 1

Chọn dùng dây đôi mềm tròn loại VCm (2 x 1) có Icp = 10 (A)

Kiểm tra điều kiện kết hợp áptômát bảo vệ

) ( 1,5

5

x 1,25 1,5

1,25I 10A

Vậy chọn dây VCm (2 x 1) cho các dãy đèn là thỏa mãn

Vì đường dây ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Vì xa nguồn nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch

5.2 Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho một phòng thiết kế

Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho một phòng thiết kế diện tích 8.12m2 với

độ rọi không bé hơn 300 lx

5.2.1 Chọn công suất, số lượng và bố trí đèn

Chọn suất chiếu sáng 30 W/m2, xác định được công suất chiếu sáng cảphòng thiết kế

Pcs = 30 8 12 = 2,88 kWChọn loại bóng tuýp dài 1,2m, công suất 40W, số lượng bóng đèn cần đặt:

bóng

04 , 0

88 , 2





Sơ bộ bố trí đèn thành 4 dãy cách nhau 2m, mỗi dãy 18 bóng Độ treo caođèn h = 2,2m

5.2.2 Kiểm tra độ rọi

Điểm có độ rọi bé nhất nằm ở biên Cần kiểm tra điểm A, B, C Tra bảngvới quang thông đèn tuýp 40W ánh sáng ban ngày Fo = 1520 lm, xác định đượcquang thông trên đơn vị nguồn quang là:

) ( 2533 8

, 10

1520 2

a Xác định độ rọi tại điểm A

- Độ rọi tương đối tại A do dãy 1 và 2

9 , 4 2 , 2

8 , 10 1

; 45 , 0 2 , 2

p

- Độ rọi tương đối tại A do dãy 3

9 , 4 2 , 2

8 , 10 1

; 36 , 1 2 , 2

p

- Độ rọi tương đối tại A do dãy 4

9 , 4 2 , 2

8 , 10 1

; 27 , 2 2 , 2

p

Tra đồ thị được e4 = 12lx

Tổng độ rọi tương đối tại A là: e 2 125  40  12  302lx

Độ rọi trên điểm A là:E A  302  347lxE C

2 , 2 1000 2533

b Độ rọi tại điểm B

- Độ rọi từ dãy 2,3: e2 = e3= 125lx

- Độ rọi từ dãy 1,4: e1 = e4 = 40lx

Vậy độ rọi tổng tương đối tại B là: e 2 125  2 40  330lx

Độ rọi trên điểm B là: E A 330 379 , 5lx

2 , 2 1000

Bài 4

TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TẢI THEO PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG

Mã bài: MD 33.04 Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp tính toán công suất tải của mạng theophương pháp gần đúng

- Tính được phụ tải của căn hộ theo phương pháp gần đúng

- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số

Nội dung:

1 Khái niệm chung

Mục tiêu: Trình bày được phương pháp tính công suất tải gần đúng

Khi thiết kế cung cấp điện cho một hộ phụ tải, nhiệm vụ đầu tiên là xácđịnh nhu cầu điện của hộ phụ tải đó Tùy theo qui mô của phụ tải mà nhu cầuđiện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải dự kiến đến khả năngphát triển phụ tải trong tương lai từ 5 năm đến 10 năm hoặc lâu hơn nữa Nhưvậy, xác định nhu cầu điện chính là giải bài toán về dự báo phụ tải ngắn hạnhoặc dài hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay saukhi công trình đi vào hoạt động, đi vào vận hành Phụ tải đó thường được gọi làphụ tải tính toán Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn các thiết bị điện như:máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ , để tính các tổn thất côngsuất, tổn thất điện áp để chọn các thiết bị bù

Như vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấpđiện

Phương pháp tính gần đúng là nhóm các phương pháp sử dụng các hệ sốtính toán dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành Đặc điểm của các phươngpháp này là tính toán thuận tiện nhưng chỉ cho kết quả gần đúng

2 Các phương pháp tính toán

Mục tiêu: Trình bày được các phương pháp tính toán công suất phụ tải theo phương pháp gần đúng.

2.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

Theo phương pháp này:

Ptt = P0.F Trong đó:

P0 - Suất phụ tải tính toán trên 1 m2 diện tích sản suất (kW/m2)

F - Diện tích sản xuất đặt thiết bị (m2)

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy thường được dùng đểtính toán sơ bộ

Giá trị P0 có thể tra được trong các sổ tay Giá trị P0 của từng loại hộ tiêuthụ do kinh nghiệm vận hành mà thống kê lại

2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một căn hộ

Phương pháp này thường áp dụng cho khu vực dân cư có mức sống chênhlệch nhau không lớn.

Phụ tải tính toán được xác định như sau:

Ptt = P0.H

Qtt = P0.tg

Trong đó: H: số hộ sống trong khu vực

P0: suất phụ tải tính toán cho một hộ, tra trong sổ tay

3 Các bài tập ứng dụng

Mục tiêu: Tính được phụ tải của căn hộ theo phương pháp gần đúng

3.1 Bài tập 1: Xác định phụ tải tính toán cho một khu phố mới

Là một khu phố mới chuẩn bị xây dựng nên phải chia làm các giai đoạn

để tính phụ tải cho phù hợp (giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng, giai đoạn thiết kếchi tiết)

- Giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng của đô thị là đường, điện, nước Trong khi xây dựng đườngphố, đường cấp, thoát nước cũng phải xây dựng các tuyến đường dây trung áp

và các trạm biến áp phân phối Lúc này nhà dân chưa xây dựng, thông tin thunhận được chỉ là mặt bằng quy hoạch phố xá, để xác định được phụ tải điện cầncăn cứ vào chiều dài các đoạn đường phố

Phụ tải điện một đoạn đường phố được xác định theo công thức sau:

Ptt = P0 lTrong đó: P0 (W/m) – suất phụ tải trên một mét chiều dài

l (m) – chiều dài đoạn đường phốVới mức sống trung bình P0 = 200 ÷ 400 (W/m)

Với mức sống cao P0 = 500 ÷ 700 (W/m)

Hệ số công suất cos = 0,85

- Trong giai đoạn thiết kế chi tiết

Lúc này nhà cửa đã được xây dựng, có thiết kế chính xác số hộ dân cưtrong đoạn phố, cũng như là biết được mức sống và các thiết biij dùng điện đặttrong căn hộ

Có hai cách xác định phụ tải: Xác định phụ tải điện từ 1 căn hộ rồi tínhtoán phụ tải cho dãy phố hoặc xác định từ dãy phố rồi tính cho 1 căn hộ

+ Xác định phụ tải điện xuất phát từ một căn hộ

Phương pháp này áp dụng khi biết chính xác thiết bị điện gia dụng đặttrong căn hộ Phụ tải một căn hộ xác định theo công thức:







n đmi đt

đ đt

Kđt – Hệ số đồng thời sử dụng điện trong căn hộ, thường lấy Kđt = 0,8

Từ đó xác định được phụ tải điện của dãy phố:

PP = Kđt n PHVới dãy phố thường dài từ 200 ÷ 400 m, gồm khoảng 20 đến 50 căn hộ,lấy Kđt = 0,5 ÷ 0,6; cos = 0,85

Phụ tải gia đình thường lấy Kđt như sau:

Khi số hộ n = 1 ÷ 2  Kđt = 1

n = 3 ÷ 4  Kđt = 0,9 ÷ 0,95

n = 5 ÷ 7  Kđt = 0,8 ÷ 0,85

n = 8 ÷ 12  Kđt = 0,7 ÷ 0,75+ Xác định phụ tải từ khu vực tới từng căn hộ

Khi không biết chính xác thiết bị điện đặt trong căn hộ, thường tính từ dãyphố vào căn hộ

Phụ tải điện của cả dẫy phố là:

PK = P0 HTrong đó: H – số hộ dân của dãy phố

P0 – phụ tải tính toán cho một căn hộVới mức sống trung bình P0 = 2 – 3 (kW/hộ)

Với mức sống khá giả P0 = 4 – 5 (kW/hộ)

Phụ tải điện 1 căn hộ là:

H K

P P

đt

K H

Cần cấp điện cho một nhà chung cư 4 tầng gồm 2 đơn nguyên, tổng cộng

64 căn hộ như hình 8-1 Điện cấp cho nhà chung cư được lấy từ trạm biến ápchung cách nhà 50m Qua khảo sát biết rằng các hộ gia đình sống trong nhàchung cư có mức sống trung bình thấp, không sử dụng điều hòa nhiệt độ, máygiặt và tắm nóng lạnh Điện năng sử dụng trong gia đình chủ yếu để đun nấu,quạt mát, chiếu sáng

a Công suất cần cấp cho toàn nhà

Chọn suất phụ tải cho một hộ có mức sống trung bình P0 = 2kW, xác địnhđược công suất cần cấp cho toàn nhà, áp dụng: PT = P0.H, với H là số hộ trongtòa nhà, ta có:

PT = 2.64 = 129kW

Lấy cosφ = 0,9:

kVA

9 , 0

128





b Công suất tính toán cho một căn hộ

Thiết bị điện dùng trong một hộ gồm:

Vậy công suất cần cấp cho một hộ là Ph = 3 kW

c Công suất cần cấp cho một tầng của một đơn nguyên (8 hộ)

Bài 5 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TẢI CỦA MẠNG THEO CÔNG SUẤT ĐẶT

Mã bài: MD 33.05 Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp tính toán công suất tải của mạng theo côngsuất đặt

- Tính được phụ tải tính toán của căn hộ theo công suất đặt

- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số

Tính phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu là một trong sốnhững phương pháp tính toán đơn giản, được sử dụng rộng rãi Nhưng có nhượcđiểm là cho kết quả kém chính xác Bởi vì hệ số nhu cầu được tra trong sổ tay,

là một số cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bịtrong nhóm, nhưng trong thực tế thì số thiết bị cũng như chế độ vận hành luônthay đổi nên hệ số nhu cầu sẽ không chính xác

+ Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau (cùng ksd)

P

tt 2 tt

Trong đó:

Knc - hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị

cos - hệ số công suất của nhóm thiết bị (vì giả thiết là toàn bộ nhóm là cóchế độ làm việc như nhau và cùng chung một hệ số cos)

+ Nếu nhóm thiết bị có nhiều thiết bị với cos khá khác nhau, để tính Qtt người

ta có thể sử dụng hệ số cos trung bình của nhóm:

p

cos p cos





+ Nếu nhóm có nhiều thiết bị có hệ số nhu cầu khá khác nhau:

n

1

nci dmi nctb

p

k

n dt

2 Nội dung tính toán

Mục tiêu: Thống kê được các thiết bị cơ bản trong căn hộ.

2.1 Thiết bị gia nhiệt

Trong các hộ gia đình thiết bị gia nhiệt thường là các thiết bị cơ bản sau:

- Siêu điện, phích đun nước điện (ấm siêu tốc) (2 lít) 1500W

2.3 Động cơ điện cỡ nhỏ và các thiết bị có động cơ

Mục tiêu: Tính được công suất tính toán của khu chung cư theo công suất đặt.

Tính phụ tải tính toán cho chung cư 4 tầng, mỗi tầng 16 căn hộ theo côngsuất đặt

Tùy theo mức sống bình quân của các hộ gia đình mà ta lựa chọn giá trị Pđkhác nhau, tính phụ tải xuất phát từ một căn hộ

3.1 Tính phụ tải tính toán các thiết bị gia nhiệt cho một khu chung cư theo côngsuất đặt

Trong đời sống cũng như là sản xuất yêu cầu sử dụng nhiệt năng rất lớn.Trong sinh hoạt nhiệt năng chủ yếu được sử dụng để đun, nấu, nướng, sưởi…Nguồn nhiệt năng được chuyển từ điện năng qua các thiết bị điện như bàn là,bếp điện, siêu điện, bình nóng lạnh…có hệ số công suất cos = 1

Theo liệt kê ở phần 2.1, trong một hộ các thiết bị gia nhiệt có công suấtđặt là:

PđH  Pđm = 1000W + 2000W + 700W + 1500W + 2500W +1500W + 500W = 11200W = 11,2kW

Công suất tính toán của các thiết bị gia nhiệt trong một căn hộ, thường lấy

kđt = 0,8, với cos = 1:

PttH = Pđ kđt = 11,2 0,8 = 8,96 kWPhụ tải tính toán cho một tầng gồm 16 phòng là:

PT = kđt PttH = 0,7 16 8,96 = 100,352 kWPhụ tải tính toán cho khu nhà gồm 4 tầng là:

PnN = kđt PT = 0,9 4 100,352 = 361,26 kW

SnN = PN1 / cos = 361,26 kVA3.2 Tính phụ tải đèn điện cho một khu chung cư cao tầng theo công suất đặt

Mỗi hộ sử dụng 2 bóng đèn 40W, nhà vệ sinh 1 bóng 20W

Phụ tải chiếu sáng mỗi căn hộ là:

PcsH = Pđ kđt = (2 40 + 20) 0,9 = 90 WPhụ tải chiếu sáng cho mỗi tầng gồm 16 tầng:

PcsT = PcsH kđt = 16 90 0,7 = 1008W = 1,008 kWPhụ tải chiếu sáng cho khu nhà gồm 4 tầng, cos = 0,85:

PcsN = PcsT kđt = 4 1,008 0,9 = 3,6288 kW

ScsN = PcsN / cos = 3,6288 / 0,85 = 4,27 kVA3.3 Tính phụ tải tính toán các động cơ, các thiết bị có động cơ trong khu chung

cư theo công suất đặt

Mỗi hộ sử dụng 2 quạt điện, công suất mỗi quạt 70W, một máy giặt (8kg)415W

Phụ tải động cơ mỗi căn hộ là:

PĐH = Pđ kđt = (2 70 + 415).0,9 =499,5WPhụ tải động cơ mỗi tầng gồm 16 căn hộ là:

PĐT = PĐH kđt = 16 499,5 0,7 = 5594,4W = 5,5944kWKhu nhà được chia làm 2 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên sử dụng một máybơm nước, công suất mỗi máy bơm là 2,2 kW, cos = 0,8

Vậy phụ tải động cơ cho khu nhà gồm 4 tầng là:

PĐN = PĐT kđt + 2 2,2 = 4 5,5944 0,9 + 2 2,2 = 24,54kW

SĐN = PĐN / cos = 24,54 / 0,8 = 30,675 kVA3.4 Tính phụ tải tính toán các thiết bị lạnh trong khu chung cư theo công suấtđặt

Mỗi căn hộ sử dụng một tủ lạnh công suất 250W, một điều hòa không khícông suất 1500W

Phụ tải thiết bị lạnh cho một căn hộ là:

PLH = Pđ kđt = (250 + 1500) 1 = 1750 W = 1,75kWPhụ tải lạnh cho một tầng là:

PLT = PLT kđt = 16 1,75 0,7 = 19,6kWPhụ tải lạnh cho khu nhà là:

PLN = PLT kđt = 4 19,6 0,9 = 70,56kW

SLN = PLN / cos = 70,56 / 0,8 = 88,2 kVA3.5 Tính phụ tải tính toán các thiết bị điện tử trong khu chung cư theo công suấtđặt

Phụ tải điện tử mỗi căn hộ:

PđtH = Pđ kđt = (75 + 100 + 15) 1 = 190W = 0,19kWPhụ tải điện tử cho một tầng là:

PđtT = PđtH kđt = 16 0,19 0,7 = 2,128kWPhụ tải điện tử cho khu nhà là:

PđtN = PđtT kđt = 4 2,128 0,9 = 7,66kW

SđtN = PđtN / cos = 7,66 / 0,75 = 10,2kVAVậy phụ tải tính toán cho toàn căn hộ là:

Ptt = (PnN + PcsN + PĐN + PLN + PđtN) kđt

Ptt = (361,26 + 3,63 + 24,54 + 70,56 + 7,66) 0,8 = 374,12kW

Stt = (361,26 + 4,27 + 30,675 + 88,2 + 10,2) 0,8 = 395,684 kVA

Bài 6 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TẢI CỦA MẠNG THEO

CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH

Mã bài: MD 33.06 Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp tính toán công suất tải của mạng theo côngsuất trung bình

- Tính được phụ tải tính toán của căn hộ theo công suất trung bình

- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số

Nội dung:

1 Khái niệm chung

Mục tiêu: Trình bày được khái niệm về phương pháp tính toán theo công suất trung bình.

Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phưong pháp tương đốiđơn giản, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùngphương pháp tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Khi tính phụ tải theo phương pháp này,trong một số trường hợp cụ thểdung các công thức gần đúng sau:

1.Trường hợp n ≤ 3 và nhq ≤ 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức: