ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN: THIẾT KẾ ĐIỆN TRƯỜNG TIỂU HỌC

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN TRƯỜNG TIỂU HỌC BẢN WORD gồm 5 chươngchương 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNGchương 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁNchương 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌCchương 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆNchương 5TỔNG CHI PHÍ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHỐNG SÉTNOTE: ngoài ra còn file cad, nếu muốn để lại gmail gửi cho

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũngđược nâng cao nhanh chóng Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trongcông cuộc xây dựng đất nước Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nôngnghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Một lực lượng đông đảo cán bộ

kỹ thuật trong ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các công trình cấp điện.Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầusinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, cáckhu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết

Thiết kế hệ thống cung cấp điện là việc làm khó Một công trình điện dù nhỏ nhấtcũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bịđiện, kỹ thuật cao áp, an toàn, ) Ngoài ra, người thiết kế còn phải có sự hiểu biết nhấtđịnh về xã hội, về môi trường, về đối tượng cấp điện Công trình thiết kế quá dư thừa

sẽ gây lãng phí nguyên vật liệu Công trình thiết kế sai (hoặc do thiếu hiểu biết, hoặc

do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khôn lường: gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệthại đến tính mạng và tài sản của người dân

Từ thực tiễn trên em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trường tiểu học quang trung”, với sự hướng dẫn của TS - Nguyễn Tiến Dũng Tuy nhiên, do

kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránhkhỏi thiếu sót Em xin cảm ơn, ghi nhận mọi ý kiến góp ý của tất cả các thầy cô giáo và

em chân thành cảm ơn thầy giáo TS - Nguyễn Tiến Dũng đã hướng dẫn em hoàn thành

đề tài này

TP Vinh, ngày … tháng … năm 2018

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TRƯỜNG TIỂU HỌC QUANG TRUNG 6

1.1 Giới thiệu 6

1.2 Sơ đồ mặt bằng trường tiểu học quang trung 8

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN 9

2.1 Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán 9

2.1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán 9

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 9

2.2 Xác định công suất phụ tải tính toán của trường học 10

2.2.1 Chia nhóm các phụ tải trong trường học 10

2.2.2 Xác định công suất đặt các nhóm phụ tải 10

2.2.2 Xác định công suất tính toán cho trường học 25

CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌC 28

3.1 Các phương án cung cấp điện 28

3.2 Lựa chọn phương án cấp điện cho trường học 31

CHƯƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆN 32

4.1 Tính toán lựa chọn sơ đồ nối dây, tiết diện dây dẫn 32

4.1.1 Phương pháp chọn dây dẫn, dây cáp trong hệ thống cung cấp điện 32

4.1.2 Chọn thanh dẫn từ MBA đến tủ phân phối hạ áp 33

4.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối các tầng 33

4.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ 37

4.2.1 Chọn atomat cho nhóm 1 37

4.2.2 Chọn atomat cho nhóm 2 37

4.2.3 Chọn atomat cho nhóm 3 38

4.2.4 Chọn atomat cho nhóm 4 38

4.2.5 Chọn atomat cho nhóm 5 38

CHƯƠNG 5: TỔNG CHI PHÍ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 40

5.1 Đặc tính của sét và nguy hiểm cháy nổ do sét gây ra 40

5.2 Cấu tạo, chức năng hệ thống chống sét 41

5.3 Sự cần thiết của việc phòng chống sét cho công trình 42

5.3.1 Nguyên tắc chung 42

5.3.2 Xác định xác suất sét đánh vào công trình 43

5.3.3 Xác định xác suất sét đánh tổng hợp 43

5.4 Tính toán chống sét 44

5.5 Tính toán chọn đầu thu sét 45

5.6 Tính toán kiểm tra vùng bảo vệ chống sét cho công trình 45

5.7.Tính toán hệ thống nối đất bảo vệ chống sét của công trình 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TRƯỜNG TIỂU HỌC QUANG TRUNG 1.1 Giới thiệu

Hình 1.1: Một số hình ảnh về trường tiểu học quang trung

Trường tiểu học quang trung bao gồm: 2 dãy nhà học 3 tầng, 1 dãy nhà hànhchính 2 tầng mỗi tầng có các phòng học y tế, phòng dành cho giáo viên, phòng thư việnđọc, phòng thực hành tin học…Phụ tải chính của trường học chủ yếu là phụ tải chiếusáng và quạt, máy lạnh

Sau đây là diện tích của từng khu vực trong phòng học:

- Diện tích dãy 2 nhà học bao gồm 24 phòng có diện tích là:

24 7200 6200 1071,36x x  m2

- Diện tích dãy nhà hành chính là: 1056,976 m2

- Diện tích sân trường: 9500 m2

- Nhà thi đấu: diện tích 299 m2

- Nhà xử lý nước thải: diện tích 24m2

- Nhà xử lý cấp nước: diện tích 32m2

- Nhà xe học sinh và giáo viên: diện tích 480 m2

1.2 Sơ đồ mặt bằng trường tiểu học quang trung

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN 2.1 Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán

2.1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trangthiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực tế vận hành

ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng quámức các trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), ngoài ra ởcác chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động cho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ởcác chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác khôngđược cắt) Như vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụtải thực tế về một vài phương diện nào đó Trong thực tế thiết kế người ta thường quantâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vì vậy tồn tạihai loại phụ tải tính toán cần phải được xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phátnóng và Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi

tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả phát nhiệt lớn nhất

Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn):Là phụ

tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng chưa gây

ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất và có thể là nhẩy cácbảo vệ hoặc làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởiđộng các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bìnhphương

3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng

4 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

5 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

6 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sảnphẩm và tổng sản lượng

7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

2.2 Xác định công suất phụ tải tính toán của trường học

2.2.1 Chia nhóm các phụ tải trong trường học

Để tiện cho việc xác định phụ tải tính toán và cấp điện cho trường ta có thể chiaphụ tải ra làm 5 nhóm như sau:

o Phòng hiệu trưởng, phó hiệu trưởng,phòng đội,y tế, kế toán,giáo viên,

o Phòng truyền thống,hội trường,tin học

o Phòng chia thức ăn, nhà bếp

 Nhóm 3: Nhà vệ sinh

 Nhóm 4: Nhà thi đấu

 Nhóm 5: Nhà xe, bảo vệ

2.2.2 Xác định công suất đặt các nhóm phụ tải

2.2.2.1 Phương pháp tính toán chiếu sáng

Sử dụng phương pháp chiếu sáng chung đều kết hợp với chiếu sáng cục bộ(những khu vực có nhu cầu về độ rọi đặc biệt) Về phương diện chiếu sáng sử dụng đènhuỳnh quang 36W đèn compact 18W, 22W nhằm đạt các chỉ tiêu độ rọi dưới đây:

Bảng 2.1: Độ rọi yêu cầu của một số địa điểm chiếu sáng

Các phòng làm việc, văn phòng, công sở 300-500 lux

Khu vực cửa hàng, nhà hàng 300-500 lux

Phòng khách/sinh hoạt chung 180-200 lux

Khu vệ sinh công cộng, hành lang 30-50 lux

Căn cứ vào quang thông trung bình trên một đơn vị diện tích đã được biết trước,trên cơ sở đó xác định số lượng và công suất đèn cần phải lắp đặt

Tổng quang thông của các đèn chiếu sáng được xác định:

.S.k

ld

E k

là độ rọi yêu cầu (lux)



là hiệu suất của đèn

dt k

là hệ số dự trữ, thường lấy 1,2 – 1,3

ld k

là hệ số lợi dụng quang thông của đèn

Hệ số lợi dụng quang thông của đèn phụ thuộc vào hệ số không gian kkg, các hệ

số phản xạ của tường, trân và nền

Hệ số sử dụng

Bảng 2.2: Hệ số sử dụng của một số loại đèn thông dụng

h a b



Trong đó: a,b,h là kích thước của phòng chiếu sáng

Cách chọn kiểu đèn dựa theo các tiêu chí:

Nhiệt độ màu m áp dụng biểu đồ Kruithof

Chỉ số hoàn màu IRT

Hiệu suất sáng và tuổi thọ bóng đèn

Bảng 2.4: Độ rọi yêu cầu ứng với nhiệt độ màu (môi trường tiện nghi)

Phòng học: chiều dài a=7,2(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều cao h=3,5(m) Trần

màu trắng, tường màu vàng và sàn lát gạch sáng màu

- Tính toán chiếu sáng

Dựa vào bảng 2.1 ta chọn độ rọi yêu cầu cho phòng học E yc 300lux

Chọn kiểu đèn: Theo biểu đồ Kruithorf ứng với độ rọi E yc 300lux có nhiệt độ màu

30000K Ta chọn đèn huỳnh quang kiểu TFP36 dài 1,2(m), quang thông 6051(lm),nhiệt độ màu 30000Kcông suất P 36(W).Bố trí trèn đôi ngầm trong trần có hiệu suất0,58

kg

a b k





Số lượng đèn cần thiết là :

48413,79

7, 46051

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3)Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần.Mỗi phòng học được trang bị 2 quạt treo trần Công suất phụ tải của quạt là :61.2 122(W)

Phòng thư viện/đọc: chiều dài a=10,8(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều cao h=3,5(m).

Trần màu trắng, tường màu vàng và sàn lát gạch sáng màu

- Tính toán chiếu sáng

Hệ số không gian:

10,8.6, 2

1,12(a b) 3,5(10,8 6, 2)

kg

a b k

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3)Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần

Mỗi phòng học được trang bị 4 quạt treo trần

Công suất phụ tải của quạt là :

Vì 23 phòng còn lại có kích thước và chức năng giống phòng học 1A nên cùngcông suất.

Vậy tổng công suất nhóm 1 là:

hom1 24.P 1 / 24.810 3868 23308(W)

Nhóm 2:

Phòng hiệu trưởng: chiều dài a=7,2(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều cao

h=3,5(m) Trần màu trắng, tường màu vàng và sàn lát gạch sáng màu

- Tính toán chiếu sáng

Dựa vào bảng 2.1 ta chọn độ rọi yêu cầu cho phòng học E yc 300lux

Chọn kiểu đèn: Theo biểu đồ Kruithorf ứng với độ rọi E yc 300lux có nhiệt độ màu

30000K Ta chọn đèn huỳnh quang kiểu TFP36 dài 1,2(m), quang thông 6051(lm),nhiệt độ màu 30000Kcông suất P 36(W).Bố trí trèn đôi ngầm trong trần có hiệu suất0,58

kg

a b k

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3) Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần.Mỗi phòng học được trang bị 2 quạt treo trần Công suất phụ tải của quạt là :

Phòng chia thức ăn/nhà bếp: chiều dài a=10,8(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều

cao h=3,5(m) Trần màu trắng, tường màu vàng và sàn lát gạch sáng màu

- Tính toán chiếu sáng

Hệ số không gian:

10,8.6, 2

1,12(a b) 3,5(10,8 6, 2)

kg

a b k

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3)Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần

Mỗi phòng học được trang bị 4 quạt treo trần

=> Công suất phụ tải của quạt là :

Vậy tổng công suất của phòng chia thức ăn, nhà bếp là:

504 244 800 2700 4248(W)

Phòng hội trường: chiều dài a=10,8(m), chiều rộng b=6,2(m), chiều cao

h=3,5(m) Trần màu trắng, tường màu vàng và sàn lát gạch sáng màu

- Tính toán chiếu sáng

Hệ số không gian

10,8.6, 2

1,12(a b) 3,5(10,8 6, 2)

kg

a b k

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3)Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần.Mỗi phòng học được trang bị 2 quạt treo trần Công suất phụ tải của quạt là :

61.2 122(W)

q

+ Ổ cắm

Phòng học được trang bị lắp đặt 4 ổ cắm điện loại ổ cắm hai chấu với P 100(W)Công suất phụ tải của ổ cắm là:

Phòng được trang bị 1 màn hình TV kích thước 32 inch với công suất P 45(W)

bộ đôi loa treo tường với công suất P 30(W).Công suất phụ tải máy chiếu là:

công suất P 18(W).Bố trí trèn đôi ngầm trong trần có hiệu suất  0,58

Tra bảng 2.2 ta biết hệ số phản xạ của trần tường nền là: 0,7:0,5;0,3

Hệ số không gian:

6, 2.6, 2

0,88(a b) 3,5(6, 2 6, 2)

kg

a b k

ld

E

lm k

Quang thông tổng là:

.S.k 50.229.1, 25

51409,84( ) 0,58.0, 48

ld

E

lm k

Nhà gửi xe/nhà bảo vệ:

 Nhà gửi xe: có kích thước a60( )m ,b8( )m , S 480(m2)

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng là E yc 85lux Ta chọn đèn compact 18W,quang thông 2350(lm), nhiệt độ màu 28000Kcông suất P 18(W).Bố trí trèn đôi ngầmtrong trần có hiệu suất  0,58

Quang thông tổng là:

.S.k 85.480.1, 25

183189, 65( ) 0,58.0, 48

ld

E

lm k

Dựa vào bảng 2.1 ta chọn độ rọi yêu cầu cho phòng học E yc 300lux

Chọn kiểu đèn: Theo biểu đồ Kruithorf ứng với độ rọi E yc 300lux có nhiệt độ màu

30000K Ta chọn đèn huỳnh quang kiểu TFP36 dài 1,2(m), quang thông 6051(lm),nhiệt độ màu 30000Kcông suất P 36(W).Bố trí trèn đôi ngầm trong trần có hiệu suất0,58

kg

a b k

+ Quạt treo tường

Chọn loại quạt trần treo trần có công suất P 61(W) lưu lượng gió Q213(m3)Theo kinh nghiệm ta lấy gần đúng là 30(m2)trên một quạt trần.Mỗi phòng học được trang bị 2 quạt treo trần Công suất phụ tải của quạt là:

P BTU , tương ứng công suất là P 1160(W).

Mỗi phòng được trang bị 1 điều hòa.Công suất phụ tải của điều hòa là:

S  m ,2 dãy hành lang của nhà 2 tầng với tổng diện tích S2 306(m2)

.Vậy tổng diện tích chiếu sáng cho hành lang là S 662(m2).Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho hành lang E yc 85lux

.Chọn chiếu sáng hành lang làđèn downlight lắp âm trần công suất P  den 18(W),quang thông 1620 (lm), hiệu suất0,58

 

Quang thông tổng là:

.S.k 85.662.1, 25

252649,1( ) 0,58.0, 48

ld

E

lm k

- Chiếu sáng cầu thang

Khu vực cầu thang bộ có diện tích

2 8(m )

S  Theo tiêu chuẩn độ rọi cho hành

ld

E

lm k

2.2.2 Xác định công suất tính toán cho trường học

Ta lấy trung bình hệ số công suất của trường học là cos 0,8, hê số nhu cầu

U U

CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌC 3.1 Các phương án cung cấp điện

Mạng điện hạ áp ở đây được hiểu là mạng động lực hoặc chiếu sáng với cấp điện

Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia được dùng cungcấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và loại 2

- Sơ đồ phân nhánh có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia vì vậy loại

sơ đồ này được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 2 và 3

Trong thực tế người ta thường kết hợp hai dạng sơ đồ có bản đó thành những sơ đồ hỗnhợp để nâng cao độ tin cậy và linh hoạt của sơ đồ hỗn hợp để nâng cao độ tin cậy linhhoạt của sơ đồ người ta thường đặt các mạch dự phòng chung hoặc riêng

Các dạng sơ đồ:

- Sơ đồ hình tia được cung cấp cho các phụ tải phân tán từ thanh cái của trạm biến

áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực từ các tủ phân phối động lực cócác đường dây dẫn đến phụ tải

Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, nó thường dùng trong các phân xưởng có thiết bị phân tán trên diện rộng như xưởng gia công cơ khí lắp ráp, dệt, sởi

-Sơ đồ hình tia dùng cung cấp cho các phụ tải tập trung có công suất tương đối lớn như các trạm bơm: lò nung trạm khí nén trong sơ đồ này từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây cung cấp thẳng cho các phụ tải