TRƯỜNG đại học CÔNG NGHIỆP hà nội

Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người , cũngnhư trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên conđường công nghiệp hóa hiện đại hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Sinh viên: Bùi Công Hiếu

Lê Văn Nam Vương Văn Chính

Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người , cũngnhư trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên conđường công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước

Vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hết sức quang trọng vàkhông thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập ,nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng

Trong những năm gần đây , nước ta đã đạt được nhựng thành tựu to lớn trongphát triển kinh tế xã hội số lượng các nhà máy công nghiệp , các hoạt độngthương mại, dịch vụ, … gia tăng nhanh chóng , dẫn đến sản lượng điện sản xuất vàtiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng nhanh trongnhững năm tới

Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu vềđiện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành , cải tạo sữa chữa lưới điện nóichung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện lá quang trọng Nhằm giúp singviên cũng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể nay em được môn

đồ án cung cấp điện giao cho nhiệm vụ là “thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 25 tầng “.

Tuy chúng em đã thực đồ án này dưới sự hướng dẫn tận tình của thầyNguyễn Văn Hùng, và các bạn trong lớp nhưng do trình độ kiến thức còn nhiềuhạn chế , nên có đôi phần thiếu sót

Đề tài này vô cùng là thực tế,bổ ích và thiết thực đã giúp chúng em hiểu rõ vềcông việc thực tế hay chính là công việc mai sau của bản thân.Với sự hướng dẫntận tình của thầy Nguyễn Văn Hùng em đã hoàn thành đồ án này

Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến , phê bình và sữa chữa từ quý thầy cô

và các bạn sinh viên để đồ án này hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cámơn!

Chương 1: Thiết kế chiếu sáng

Ngày càng các sản phẩm chiếu sáng càng phổ biến tinh vi và đa dạng hơn rấtnhiều theo ước tinh việc tiêu thụ năng lượng chiếu sáng chiếm khoảng 20-45%tổng tiêu của 1 toàn nhà thương mại Khoảng 4-10% của một nhà máy công nghiệp

1.1 Lý thuyết về ánh sáng

Ánh sáng chỉ là một dạng sóng điện tử trong không gian Nhưng dạng sóngnày có cả tần suất và chiều dài, từ đó có thể phân biệt dựa trên 2 giá trị này với cácdạng năng lượng khác

1.1.1 Hiện tượng phát sáng

Ánh sáng được phát ra từ vật thể do có những hiện tượng sau:

•Nóng sáng: các chất rắn và chất lỏng phát ra những bức xạ có thể nhìn được khi chúng được nung nóng đến nhiệt độ xác định khoảng 1000K Cường độ ánh sáng tăng rõ khi nhiệt đọ tăng

•Phóng điện: Khi một dòng điện chạy qua chất khí các nguyên tử và phân tử

sẽ phat ra bức xạ mang đặc tính của các nguyên tố có mặt

•Phát diện quang:ánh sáng được tạo ra khi dòng điện chạy qua những chất rắnnhất định như chất bán dẫn hoặc photpho

•Phat sáng quang diện: Thông thường chất rắn hấp thụ bức xạ tại một bước sóng và phát trở lại tại một bước sóng khác Khi được phát ra đó có thể nhìn ra được, hiện tượng đó gọi là sự phát lân quang hay sự phát huỳnh quang

1.1.2 Các yêu cầu chung trong chiếu sáng

- Không chói mắt

- Chiếu sáng vừa đủ

- Chiếu sáng đồng đều

- Không bị phản chiếu

1.1.3 Các khái niệm và thuật ngữ thường dùng

•Quang thông (Φ): Năng lượng ánh sáng do nguồn sáng phát ra hoặc một bề mặt tiếp nhận , đơnvị là lumen (lm)

•Cường độ ánh sáng I: Quang thông trên một dơn vị góc khối theo một hướngxác định Đó chính là quang thông đi tới mặt phẳng nhỏ vuông góc với hướng,chia cho góc bao bề mặt có đỉnh tại nguồn sáng, đơn vị là candela (cd)

•Độ rọi E: Là đại lượng đặc trwung cho mức độ chiếu sáng cao hay thấp của

bề mặt

Mật độ của quang thông đến một điểm

Đơn vị lux (1lux=1lm/ )

Độ rọi các khu vực tòa nhà TCVN 7114:2002

Lối đi lại hành lang 50-100-150Cầu thang,thang máy 100-150-200

•Độ chói L: Đại lượng vật lý đo lường kích thích gây cảm giác chói được được băng cường đọ ánh sáng cho trước trên đơn vị diện tích bề mặt phát sáng, truyền quang hoặc phản xạ từ phân phổ bề mặt theo hướng cho trước chia diện tíchhình chiếu theo hướng bề mặt

Độ chói được tính:

Trong đó: E là độ rọi tính bằng Lux

P là hệ số tương phản của bề mặt xem xét

• Hiệu xuất phát quang (lumen/w) : tỷ số giữa quang thông F và công suất tiêu thụ P của nguồn sáng đó:

Hiệu suất phát quang dùng để dánh giá quá trình biến đổi điện năng thành quang năng của một nguồn sáng càng cao chứng tỏ đèn càng tiết kiệm năng lượng

Chỉ số thể hiện màu đặc trưng cho mức độ phù hợp màu sắc của 8 mẫu thửnghiệm được chiếu sáng bởi nguồn xem xét với màu sắc của chính nhưng mẫu đóđược chiếu sáng bởi nguồn sáng làm chuẩn , mức độ phù hợp được xem xét vớitrạng thái ghi màu (Ra) Ra đạt giá trị tối đa là 100 khi đặc trưng phân bố quang phổ

Ứng dụng của các nhóm màu ( Cục sử dụng năng lượng hiệu quả , 2005 )

Nhóm hoàn

màu

Chỉ số hoàn màu chung CIE (Ra)

Ứng dụng đặc trưng

1A Ra > 90 Bất kỳ nơi nào cần có sự hoàn màu

chính xác, ví dụ việc kiểm tra in màu1B 80<Ra<90

Bất kỳ nơi nào cần đánh giá màu chínhxác hoặc cần có sự hoàn màu tốt vì lý do thểhiện , ví dụ chiếu sáng trưng bày

2 60<Ra<80 Bất kỳ nơi nào cần sự hoàn màu tương

đối

3 40<Ra<60

Bất kỳ nơi nào sự hoàn màu ít quantrọng nhưng sự biểu hiện màu sác sai lệch rõrệt là không thể chấp nhận được

4 20<Ra<40

Bất kỳ nơi nào sự hoàn màu không hềquan trọng và sự biểu hiện màu sắc sai lệch rõrệt là chấp nhận được

1.2 Giới thiệu về phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux Evo

Dialux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập phát triển bởi công ty DIALGMBH – Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu , cho phép tính toánthiết kế chiếu sáng trong nhà và ngoài trời với giao diện 3D trực quan sinh động Dialux tính toán chiếu sáng dựa theo tiêu chuẩn châu Âu như EN 124464 ,CEN8995

Một trong các ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa chọn

bộ đèn Không chỉ các bộ đèn của Dialux mà còn có thể nhập vào bộ đèn của

những hãng khác trên thế giới như : Philips , Erco , Thorn , thậm chí là củaRạng Đông hay Điện Quang của Việt Nam

Dialux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng , giúp ta thực hiện nhanhchóng quá trình tính toán hoặc cho phép ta sửa đổi thông số đó Cho phép hỗ trợcác file bản vẽ Autocad với các định dạng khác nhau như * DXF và *.DWG.Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn , ghế , TV ,giường , gác lửng , cầu thang Bên cạnh đó là một thư viện khá nhiều vật liệu để

áp vào các vật dụng trong dự án cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặt bằng theo ýmuốn Tính toán chiếu sáng những không gian đặc biệt ( trần nghiêng , tườngnghiêng , có đồ vật , vật dụng trong phòng ) trong điều khiển có và không có ánhsáng tự nhiên

Cũng giống như Luxicon , Dialux đưa ra một chương trình Winzard rất dễdàng sử dụng để tính toán chiếu sáng các đối tượng như : mặt tiền , bảng hiệu ,đường phố , chiếu sáng sự cố và chiếu sáng trong nhà Dialux cũng cho phép talập bảng báo cáo , tổng kết các kết quả dưới dạng số và dạng đồ thị , hình vẽ , vàcũng có thể chuyển các kết quả sang các phần mềm khác như PDF , Word ,

Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn , ghế ,tivi , giường , gác lửng, cầu thang , Bên cạnh đó , phần mềm có một thư viện vớikhá nhiều vật liệu màu sắc phù hợp ( cửa chính , cửa sổ , nền gạch ) và dễ dàngthay đổi hiệu chỉnh phù hợp với dự án một cách rất trực quan sinh động

Việc nắm vững chức năng này sec làm tăng thêm hiệu quả trong việc chọn ,đánh giá và chỉ định một hệ thống chiếu sáng Dialux cho phép hỗ trợ nhiều dạngbáo cáo đầu ra , từng dạng có thể được in riêng rẽ Xây dựng một bản báo cáo chitiết hệ thống tính toán thiết kế chiếu sáng bao gồm những phần tử đầu ra dưới địnhdạng PDF và nhiều định dạng khác nữa Ngoài ra , bạn có thể xuất kết quả đếnmột file CAD Có thể chỉnh sửa thiết kế trang cho những dạng đầu ra riêng rẽ  

Căn Hộ Phòng Eyc

( Lux)

Loại Đèn SửDụng

CôngSuất(

W)

Số Lượng Emin/Etb

Loại B1

PhòngKhách+

Đèn downlight

PhòngNgủ 2 100

Đèn downlight

Phòngngủ 2

100 Đèn downlight

Loại D

PhòngKhách+

1.3Sơ đồ chiếu sáng và độ rọi( lux)

1.3.1 Căn hộ loại B1

a, Phòng khách và nhà bếp

- Độ rọi yêu cầu ≥200

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.55

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

b, Phòng ngủ

Phòng ngủ (room13)

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.66

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

Phòng ngủ 2(room14).

c,Sảnh

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.6

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

d, Phòng vệ sinh.

1.3.2 Căn hộ loại C

a,Phòng khách + phòng ăn + bếp

- Độ rọi yêu cầu ≥200

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 11.6W

e, logia

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.85

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

1.3.2 Căn hộ loại C

a,Phòng khách + Phòng ăn + bếp

b, Phòng ngủ

Phòng ngủ 1(room 7)

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.64

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

Phòng ngủ 2(room 8)

c, Phòng vệ sinh

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.73 và 0.75

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

WC 1(room10)

d, Logia

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80.

- Độ đồng đều độ rọi: 0.79

- Loại đèn sử dụng: Đèn downlight Phillip 18W

1.3.3 Căn hộ loại D

a,Phòng khách + phòng ăn + bếp

b, Phòng ngủ

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.64 và 0.73

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18WPhòng ngủ 1(room3)

c, Phòng vệ sinh

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80.

- Độ đồng đều độ rọi: 0.8 và 0.83

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

WC 1(room1)

d, Logia

- Độ rọi yêu cầu ≥100

- Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra) ≥ 80

- Độ đồng đều độ rọi: 0.83

- Loại đèn sử dụng : Đèn dowlight Philips 18W

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán cho tòa nhà

2.1 Các phương pháp tính phụ tải tính toán

2.1.1 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng theo đơn vị sản phẩm

- Đối với hộ tiêu thu có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTTbằng phụ tải trung bình và được xác định theo hiệu suất tiêu hao điệnnăng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuấtmột đơn vi thờ gian

Ptt =Pca=

Trong đó : Mca: Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

Tca: Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả một năm, PTTT đượctính theo công thức sau:

- Ptt = =

Với Tlvmax(giờ ): thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm :

2.1.2, Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vi diện tính

- Nếu phụ tỉa tính toán xác định cho hộ tiêu thụ có điện tích F, suất phụtải trên một đơn vị P0 thì :

Ptt=P0F(kW)

Với : P0: Suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất (kW/m2)

F: Diện tích bố trí nhóm, hộ tiêu thu (m2)

Phương pháp này dùng để thiết kế sơ bộ

2.1.3, Xác định phụ tải theo công suất đặt(Pt) và hê số nhu cầu (Knc)

- Phụ tải tính toán được xác định bởi công thức:

Ptt=Knc (kW)

Qtt= Ptttg (kWAr)Trong đó : Knc: hệ số nhu cầu

- Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì ta

phải tính hệ số cos trung bình của nhóm theo công thức sau :

2.2.1, Hệ thống điều hòa không khí.

Tiến hành tính toán tương tự đối với các phòng còn lại ta được bảng đây2.2.1, Phụ tải tính toán căn hộ B1

 Phụ tải tính toán căn hộ B1

Pttq=60.0,8+30.2=0,108 kw

 Phụ tải tính toán căn hộ C

Ptt C = (Pttcs + Pttoc + Pttdh + Pttnl+ Pttq).kdt = (0,148+ 0,0448+ 3 +2,5+0,108)=5,995 kw2.2.3 Phụ tải tính toán căn hộ D

- Chiếu sáng

Pttcs =9.11,2+7.8+6.3= 0,45 kw

-Ổ cắm

-Điều hòa theo thể tích phòng

2.2.4 Phụ tải tính toán tủ điện tầng và hành lang

a) Phụ tải tính toán cho tủ điện ưu tiên SPS – TH

Đèn chiếu sáng & chỉ hướng : 5 đèn Emergency và 5 đèn Exit

Vậy phu tải tính toán cho tủ ưu tiên SPS Tầng 1 là:

Psps=0,1+2+5,67+0,25=8,02kw-chọn công suất máy bơm

P(kW)= [Q(m3/s)*H(m)*Tỉ trọng H2O(1000kg/m3)]/[102*Hiệu suất bơm 0,9)]

(0,8-Chọn động cơ: Pđc(kW)=P(kW)/Hiệu suất motor (0,9-0,95)

Ngoài ra cần lấy hệ số dư tải (an toàn)cho bơm thường =P (kW) *0.43

Công thức đơn giản:

Nb = Q.Hb.1000/(102 S)

Q : là lưu lượng bơm (m3/s)

Hb : Cột áp bơm

S : Hiệu suất bơm, thường chọn = 0,8

Ngoài ra cần lấy hệ số dư tải (an toàn)cho bơm thường =P (kW) * 0.43

Ngoài ra người ta còn tính đến các thông số của ông dẫn như cột áp bơm, cột áphút, cột áp đẩy …

P= = 7,55 kw

P bơm= 7,55 / 0.43 = 17,57 kw=>Chọn 2 cái

-chọn công suất thang máy

Tòa nhà có 475 căn hộ (25 tầng với mỗi tầng là 19 căn hộ)

Ta lựa chọn với mức 50 căn hộ / thang

 Tòa nhà cần lắp đặt 10 thang máy

Chọn thang máy có trọng tải 900kg tương đương với động cơ kéo 11kwPtttm = 11.10 =110 kw

*phụ tải tính toán tủ điện tầng 1 gồm 6 căn hộ B1,6 căn hộ C,7 căn hộ D

CHƯƠNG 3:XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

3.1 Các phương án cung cấp điện

Mục đích :chọn được phương án cấp điện tốt nhất là trong những yêu cầu cơ bảnkhi thiết kế cung cấp điện Phương án cấp điện vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật lạihợp lí về mặt kinh tế

Yêu cầu ,sau khi có được các phương án cấp điện phải so sánh các phương án vềmựt kĩ thuật ,các phương án chọn lựa phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuât cơ bản(chỉ cần một số yêu cầu kĩ thuật cơ bản mà thôi ,bởi vậy rất khó có các phương ánhoàn toàn giống nhau về kĩ thuật)sau đó tiến hành so sánh về kinh tế

- tổng vốn đầu tư của nhà nước có thể cung cấp

-tốc độ và quy mô phát triển ,tình hình cung cấp vật tư liệu ,trình độ thi công ,vậnhành của cán bộ và công nhân ,cùng một số yêu cầu đặc biệt khác về chính trị quốcphòng

Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riêng của từng phụ tải như điều kiện đại hình yêucầu về độ tin cậy cấp điện cao hay không cao ,đặc điểm của quy trình công nghệ,đảm bảo cung cấp điện an toàn ,sơ đồ cấp điện phải có cấu trúc hợp lý ,phải đảmbảo được các yêu cầu :đọ tin cậy ,tính kinh tế ,an toàn

+ độ tin cậy : sơ đồ phải đảm bảo tin cậy cung cấp điện theeo yêu cầu của phụ tải.căn cứ vào họ tiêu dùng ,chọn sơ đồ cung cấp điện

+an toàn : sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hànhTrong mọi trạng thái vận hành

+kinh tế:sơ dồ phải có chi tiêu hợp kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu tư cà chi phí vậnhành

-ở mỗi phương án cấp điện trong đề tài sẽ có nguồn dự phòng là máy phát điệnphòng trừ khi mất điện và loại bỏ nhưng phụ tải không cần thiết đi để giảm côngsuất của máy phát điện xuống

-hệ số xét tới điều kiện làm mát (tỏa nhiệt) khác tiêu chuẩn (phụ thuộcvào số lượng đường cáp cạnh nhau)

Tra bảng chọn dây của hãng LS ta chọn : Cu/XLPE/PVC/ 4 x25 =160A

Vì chung cư là loại 25 giống nhau nên các tầng dây sẽ như nhau

Tra bảng chọn dây của hãng LS ta chọn : Cu/XLPE/PVC/4 x1,5 =20A-Căn hộ C:

=11,38Tra bảng chọn dây của hãng LS ta chọn : Cu/XLPE/PVC/ 4C x1,5 =20A-Căn hộ D:

=11,63Tra bảng chọn dây của hãng LS ta chọn : Cu/XLPE/PVC/ 4 x1,5 =20A

Chương 4: Lựa chọn thiết bị

4.1 Lựa chọn máy biến áp

- Tính toán lựa chọn máy biến áp dựa vao số liệu đã tính được

Công suất tính toán của toàn nhà :

Vì chung cư 25 tầng vậy nên ta sử dụng 2 máy biến áp để chịu tải dựa trên công

thức: :

Trong đó là công suất mắc định của máy biến áp

là công suất tính toán lớn nhất của phụ tải

1,4 hệ số quá tải

Vậy theo công thức :

731,72