Thiết kế cung cấp điện cho cao ốc 10 tầng

Thiết kế cung cấp điện cho cao ốc 10 tầng

LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cung cấp điện Ngày nay, phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật văn hóa – xã hội giới khơng thể khơng kể tới vai trò ngành công nghiệp điện Đây ngành công nghiệp cung cấp nguồn lượng chủ yếu cho phát triển tiến tất nước giới Ở Việt Nam, với công công nghiệp hóa, đại hóa ngày cao ngành cơng nghiệp điện thể rõ vai trò then chốt Hệ thống cung cấp điện hệ thống truyền tải phân phối điện năng, làm nhiệm vụ cung cấp điện cho khu vực định Nguồn hệ thống lấy từ hệ thống điện quốc gia thường dùng cấp điện áp từ trung bình trở xuống Khi xây dựng khu dân cư, nhà máy, chung cư… trước tiên ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện cho máy móc nhu cầu sinh hoạt người Quá trình thiết kế cung cấp điện bao gồm gia công số liệu thông tin biểu diễn chúng, nghĩa bao gồm ảnh hưởng người lên đối tượng thiết kế thông qua phương tiện thiết kế Q trình thiết kế chia thành giai đoạn sau:  Tìm hiểu vai trò, chức phần tử tiêu thụ điện để xác định độ tin cậy cấp điện Phân tích phần tử theo công suất, điện áp, mối tương quan theo cơng nghệ sản xuất, vị tri nhóm thiết bị, phương án cấp điện  Đánh giá tính kinh tế- kỹ thuật phương án để xác định lời giải tối ưu  Xác định thông số kỹ thuật phần tử lưới thiết kế  Các tính tốn kinh tế- kỹ thuật  Kiểm tra tính đắn chất lượng mạng thiết kế GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Hiện nay, nước ta xuất ngày nhiều chung cư, nhà cao tầng dùng làm khách sạn, văn phòng hay trung tâm thương mại Các tòa nhà thiết kế thi công theo kỹ thuật tiên tiến, đáp ứng nhu cầu ngày phong phú người sử dụng Hệ thống điện nhà cao tầng thường có đặc điểm sau:  Phụ tải phong phú, đa dạng ( điện áp, công suất, pha…), tập trung không gian hẹp  Có hệ thống cấp nguồn dự phòng ( máy phát, ắc quy…)  Yêu cầu phong phú chế độ làm việc an toàn cao cho người sử dụng, đồng thời phải đáp ứng tính mỹ thuật kiến trúc xây dựng 1.2 Thiết kế cung cấp điện cho Cao ốc 10 tầng 1.2.1 Giới thiệu chung cơng trình Cơng trình Cao ốc 10 tầng với diện tích mặt tổng thể 7000m2 bao gồm:  Phần diện tích xây dựng: 1400m2  Phần khn viên: 5600m2 Sơ đồ mặt cao ốc:  Mặt bàng tầng gồm: sảnh chính, phòng tiếp khách, phòng ăn, khu giải khát, khu nhà bếp, phòng nghỉ nhân viên, khu vệ sinh  Mặt tầng gồm: phòng họp, phòng làm việc, phòng giám đốc phòng khác, khu giải khát, khu cầu thang hành lang  Mặt tầng 2÷7 gồm: văn phòng 1, 2, 3, 4, khu cầu thang – hành lang, khu vệ sinh  Mặt tầng hầm gồm: phòng xử lý nước thải, phòng điện máy, nhà bảo vệ GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Sân thượng gồm: phòng máy thang máy, cafe sân thượng, khu vực bồn chứa nước 1.2.2 Nhiệm vụ thiết kế  Thiết kế chiếu sáng phần mềm Dialux cho phòng chuyên dụng  Thiết kế hệ thống điện cho cao ốc  An toàn điện thiết kế chống sét  Chuyên đề 1.2.3 Các bước thiết kế  Trình bày tổng quan cao ốc  Tìm hiểu phần mềm Dialux  Thiết kế chiếu sáng Dialux  Phân pha tính tốn cơng suất  Tính phụ tải tính tốn tầng tủ phân phối  Chọn máy biến áp, máy phát tính bù  Chọn dây, CB, vẽ sơ đồ nguyên lý  Tính sụt áp ngắn mạch  An toàn điện  Thiết kế chống sét 1.2.4 Yêu cầu thiết kế  Độ tin cậy an toàn cung cấp điện cao  Vốn đầu tư, chi phí vận hành hàng năm thấp  Thuận tiện cho vận hành sửa chữa GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng 1.3 Phương án phân phối hệ thống điện 1.3.1 Nguồn từ điện lực Cao ốc cấp điện trạm biến áp riêng từ hệ thống trung 22KV lưới điện quốc gia Thông số máy biến áp tính tốn cụ thể phần sau 1.3.2 Nguồn từ máy phát Ta sử dụng máy phát điện dự phòng nhằm đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho cơng trình trường hợp xảy cố điện Máy phát dự phòng bố trí mặt tổng thể Trong trường hợp cố điện xảy ra, máy tự đóng vào để cung cấp cho cơng trình Khi lưới điện trở lại hoạt động bình thường máy tự ngắt trả hệ thống lưới ban đầu 1.3.3 Chọn phương án cung cấp điện cho công trình Chọn sơ đồ phân phối dạng hình tia Dạng có ưu điểm sau:  Chỉ có nhánh lập có cố nhánh  Việc xác định cố đơn giản  Khi bảo trì hay mở rộng hệ thống phần lại hoạt động bình thường  Kích thước dây dẫn chọn phù hợp với mức dòng giảm dần đến cuối mạch  Khuyết điểm: cố xảy đường cáp từ tủ điện cắt điện tồn nhánh phía sau tủ 1.3.4 Phương án dây động lực dây phân phối Từ máy biến áp, cáp điện ngầm đến tủ điện đặt phòng điện máy tầng hầm Từ tủ điện chính:  Tuyến cáp ngầm đến TPTC Từ TPTC tuyến cáp đến hệ thống bơm nước, bơm PCCC, thang máy GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Tuyến cáp đến tủ HTL, cung cấp điện cho hệ thống lạnh  Các tuyến cáp cấp điện cho tầng theo ống lên cấp điện cho tủ điện tầng  Dây điện luồn ống PVC từ tủ điện tầng ngầm trần, tường đến tủ riêng cho phòng  Vỏ kim loại thiết bị điện cực tiếp đất ổ cắm nối vào mạch tiếp đất  Các mối nối dây thực hộp nối, hộp đèn, tủ điện Không nối dây ống  Tủ điện đặt cao cách sàn 1,6m Công tắc CB đặt cao cách sàn 1,35m Ổ cắm đặt cao cách sàn 0,3m (trừ bếp 0,8m nhà vệ sinh 1,5m) GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Chương THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Giới thiệu chung chiếu sáng cho cơng trình 2.1.1 Kỹ thuật chiếu sáng Trong sản xuất đời sống xã hội, ánh sáng yếu tố quan trọng thiếu Kỹ thuật chiếu sáng khoa học nghiên cứu sinh ra, phân bố lan truyền không gian xạ điện từ dãy quang phổ Là tập hợp phương pháp cho phép đáp ứng yêu cầu chất lượng số lượng ánh sáng phân bố cho phù hợp với nhu cầu sử dụng 2.1.2 Nguyên tắc chiếu sáng Khi thiết kế hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo chất lượng chiếu sáng, an toàn, dễ vận hành tiết kiệm kinh tế Thông thường thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo người ta dựa hai phương pháp tiêu chuẩn hóa sau:  Phương pháp gián tiếp: quy dịnh đặc tính hệ thống, phân bố theo thời gian phổ (các đặc tính quang: độ rọi, huy độ …) xác định hiệu suất hệ thống chiếu sáng  Phương pháp trực tiếp: quy định đại lương trực tiếp xác định hiệu suất hệ thống chiếu sáng (hiệu suất lao động, khả nhìn, độ sáng…) GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Các yêu cầu hệ thống chiếu sáng:  Các vật chiếu sáng phải có huy độ vừa đủ để phát phân biệt  Đảm bảo khác biệt lớn huy độ bề mặt làm việc không gian chung quanh  Độ rọi bề mặt làm việc không thay đổi theo thời gian  Không xuất rõ vệt tối bề mặt làm viêc Để đảm bảo cho công việc hoạt động liên tục an toàn, ta phải chiếu sáng làm việc chiếu sáng cố:  Chiếu sáng làm viêc: dùng để đảm bảo hoạt động, làm việc bình thường người, khơng có có ánh sáng tự nhiên  Chiếu sáng cố: cho phép tiếp tục làm việc thời gian an toàn cho người khỏi nơi cố chiếu sáng làm việc bị hư hỏng 2.1.3 Các khái niệm đại lượng A Quang thông Φ (lm) Là thông lượng xạ hữu ích hệ ánh sáng (lượng ánh sáng phát đơn vị thời gian nguồn sáng) Đơn vị quang thông Lumen (lm) Quang thơng xạ phức tạp tính theo công thức: e        d  Φ  683� Trong đó:     : Độ nhạy cảm phổ tương đối e    : Mật độ thông lượng xạ B Quang hiệu nguồn sáng H (lm/w) Còn gọi hiệu suất phát sáng, xác định tỷ số quang thông phát công suất nguồn sáng GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng   Cơng thức: H= Trong đó:  : quang thơng phát (lm) P : công suất nguồn sáng (W) C Cường độ sáng I (cd) Cường độ sáng mật độ phân phối quang thông không gian Cường độ sáng cho biết mức độ sáng hướng Đơn vị cường độ sáng Candela (cd) d d Cơng thức: I= Trong đó: d : vi phân quang thơng (lm) d : vi phân góc khối (rad) D Độ rọi E ( lx) Độ rọi mật độ quang thông rớt bề mặt chiếu sáng Đơn vị độ rọi lux (lx) d d Cơng thức: E= Trong đó: d : vi phân quang thơng (lm) d : vi phân diện tích (m ) Để đo độ rọi người ta dùng lux kế Khi lựa chọn độ rọi cần ý:  Độ xác cơng việc hệ số phản xạ bề mặt làm việc  Sự kéo dài độ căng thẳng thời gian làm việc  Đặc tính chất lượng chiếu sáng  Các thông số kỹ thuật hệ chiếu sáng GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Các yêu cầu vệ sinh  Các yêu cầu an toàn lao động E Huy độ L (cd/m2) Còn gọi độ chói, đặc trưng cho cảm thụ thị giác mắt người Huy độ theo phương cho trước nguồn sáng tính tỷ số cường độ ánh sáng theo hướng  diện tích biểu kiến nguồn sáng F Cơng thức: L = d  d  Trong đó: dI  : vi phân cường độ sáng theo hướng  dA  : vi phân diên tích biểu kiến theo hướng  Nhiệt độ màu nguồn sáng T ( K) Là nhiệt độ vật đen tuyệt đối phát ánh sáng có màu giống màu nguồn sáng G Chỉ số màu Ra Nói lên phản ánh trung thực màu sắc nguồn sáng chiếu sáng vật Ra có giá trị từ đến 100  Ra < 50: màu sắc hoàn toàn bị biến đổi  Ra > 70: sử dụng cho ngành công nghiệp thể màu sắc thứ yếu  70 < Ra < 85: sử dụng thông thường mà thể màu sắc chấp nhận  Ra > 85: sử dụng nơi đòi hỏi thể màu quan trọng 2.1.4 Giới thiệu chung phần mềm Dialux 4.5 GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Dialux cơng cụ mạnh cho phép ta tính tốn chiếu sáng với nhiều cách khác  Tính tốn nhanh cho phòng  Tính tốn cụ thể cho phòng với hình dạng đặc biệt  Tính tốn chiếu sáng với ảnh hưởng ánh sáng vật dụng bên bên phòng  Tính tốn chiếu sáng ngồi trời, đường xá… Ngồi Dialux cung cấp cho người sử dụng thư viện phong phú đồ vật nhà, cửa sổ, cửa chính, kiểu sàn, cột… Dialux cho phép nhà sản xuất cung cấp thông số thiết bị chiếu sáng thông qua file cài đặt Sau thơng số sử dụng thư viện đính kèm Các thơng số đầu vào phần mềm:  Kích thước hình dạng phòng (ta load file dạng *.dwg dạng *.dxf từ vẽ Acad)  Hệ số phản xạ màu sắc trần, tường, sàn  Hệ số suy giảm quang thông  Độ cao treo đèn, độ cao làm việc  Lựa chọn loại đèn, đèn thư viện nhà sản xuất  Lựa chọn kiểu treo đèn (một dãy, khu vực, tròn, đơn…)  Độ rọi trung bình u cầu Các giá trị xuất dạng PDF:  Bảng báo cáo độ rọi mặt phẳng  Cường độ sáng, đường đẳng rọi  Hình ảnh 2D, 3D kết chiếu sáng phòng GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 10 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Mật độ sét số lần sét đánh trung bình đơn vị diện tích mặt đất (1km2) ngày sét Cường độ sét mật độ sét thay đổi theo vùng lãnh thổ 7.1.4 Các tác hại sét A Khi sét đánh trực tiếp Do lượng cú sét lớn nên sức phá hoại lớn cơng trình bị sét đánh trực tiếp bị ảnh hưởng đến độ bền khí, học thiết bị cơng trình, phá hủy cơng trình, gây cháy nổ :  Biên độ dòng sét ảnh hưởng vấn đề điện áp xung ảnh hưởng đến độ bền khí thiết bị cơng trình  Thời gian xung sét ảnh hưởng đến vấn đề điện áp xung thiết bị  Thời gian tồn xung sét ảnh hưởng đến độ bền học thiết bị hay công trình bị sét đánh  Ngồi ra, khả cháy nổ xảy cao cơng trình bị sét đánh trực tiếp B Ảnh hưởng lan truyền sóng điện từ gây dòng điện sét Khi xảy phóng điện sét gây nên sóng điện từ tỏa xung quanh với tốc độ lớn, khơng khí tốc độ tương đương tốc độ ánh sáng Sóng điện từ truyền vào cơng trình theo đường dây điện lực, thơng tin gây điện áp tác dụng lên thiết bị cơng trình, gây hư hỏng đặc biệt thiết bị nhạy cảm: thiết bị điện tử, máy tính mạng máy tính gây thiệt hại lớn 7.2 Phân cấp bảo vệ chống sét cho cơng trình Tuỳ theo chức sử dụng, tầm quan trọng cơng trình xây dựng, người ta phân cấp bảo vệ chống sét sau:  Bảo vệ cấp 1: Những cơng trình trọng điểm tỏa chất khí cháy, bụi sợi dễ chuyển sang dạng khí lơ lửng, có khả kết hợp với khơng khí chất oxi hóa khác tạo thành hỗn hợp nổ, xảy điều kiện làm việc bình thường, kể điều GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 85 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng kiện làm việc bình thường ngắn hạn (mở đóng thiết bị chứa rót chất dễ bắt lửa…) Khi xảy cháy nổ gây phá hoại lớn làm chết người  Bảo vệ cấp 2: Những cơng trình, điểm tỏa chất khí hơi, bụi sợi có khả kết hợp với khơng khí chất khác tạo thành hỗn hợp nổ Những khả xảy có cố làm sai quy tắc, xảy điều kiện làm việc bình thường Khi xảy cháy nổ gây hư hỏng nhỏ không làm chết người  Bảo vệ cấp 3: Tất cơng trình lại khơng thuộc bảo vệ cấp 1, Tuy nhiên, số cơng trình cấp (theo nguyn tắc phân cấp trên) có tầm quan trọng đặc biệt trị kinh tế phân cấp hai, nhà quốc hội, đài phát truyền hình, nhà máy điện… Từ phân tích trên, ta thấy tòa cao ốc thuộc cơng trình bảo vệ cấp 7.3 Các phương pháp bảo vệ chống sét Khi lựa chọn phương pháp bảo vệ cho nhà cơng trình cần phải ý cho phù hợp với đặt tính cấu trúc cơng trình, q trình sử dụng cơng trình theo u cầu cơng nghệ ý nghĩa cơng trình 7.3.1 Phương pháp cổ điển A Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cột thu sét hay dây thu sét Sét đánh trực tiếp vào dây dẫn đường dây tải điện, thiết bị mang điện gây nên quáKim điệnthu áp sét làm ngắn mạch, chạm đất pha, hư hỏng cách điện thiết bị Vì cơng trình phải bảo vệ hiệu chống sét đánh trực tiếp hệ thống thu sét có đặt điểm sau : Các cột thu sét làm thép ống Bộ phận dẫn sét thép đặt thẳng đứng gọi kim thu sét dây thép ngang cột trường hợp dây chống sét Bộ phận dẫn dòng điện sét tạo Hệ thống nối đất thành thân kết cấu thép cột thép GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 86 Hình.Cột thu sét LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng bê tông cốt thép hay dây thép có tiết diện khơng nhỏ 50mm2 trường hợp kim thu sét đặt ống khói, cột gỗ, mái nhà Bộ phận nối đất tạo thành hệ thống cọc đồng thép nối liến nhau, chôn đất, có điện trở tản bé để dòng điện sét tản cách dễ dàng đất Đỉnh phận thu sét vược cao tất phận thiết bị điện cần bảo vệ Tác dụng bảo vệ cột thu sét hay dây chống sét diễn giai đoạn phóng điện tiên đạo sét B Phạm vi bảo vệ thiết bị thu sét: Mỗt cột thu sét tạo nên xung quanh phạm vi bảo vệ định khơng gian tùy theo chiều cao cột Trong thực tế xác suất sét đánh vào vùng bảo vệ cột khơng có Phạm vi bảo vệ cột thu sét khơng gian gọi vùng bảo vệ Theo lý thuyết sét đánh vào vùng bảo vệ khoảng 1% phụ thuộc vào kiểu, số lượng cách bố trí cột thu sét mà phạm vi bảo vệ có kiểu hình học khác Phần lớn vùng bảo vệ xác định tỉ số H/h., H chiều cao ước lượng từ nơi bắt đầu phát sinh tượng phóng điện sét đám mây dơng đến cột thu sét, h chiều cao cột thu sét a Phạm vi bảo vệ cột thu sét: Kim thu sét set Là hình chóp tròn xoay, có dạng đường sinh Hypebol tuyến tính hóa, với bán kính bảo vệ rx Cột thu sét có độ cao h, cơng trình cần bảo vệ có độ cao h x bán kính bảo vệ Bộ phận dẫn sét xác định theo công thức: rx 1,6.h p  h  hx   h  hx  Hệ thống nối đất GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên Hinh.Cột thu sét 87 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Với p = h ≤ 30m p 30 5,5  30m < h ≤ 60m h h 0.2h 1/3h hx 2/3h rx 0.75h 1.5h Hình Phạm vi bảo vệ cột thu sét Trong thiết kế để đơn giản người ta thường thay đường sinh dạng hypebol giới hạn khu vực bảo vệ hai đường thẳng Lúc bán kính bảo vệ cột thu sét có độ cao hx xác định sau: hx  hx 2.h ) rx 1,5.hx (1  0,8h hx  2.h h rx 0,75.hx (1  x ) h b Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét:  Hai cột thu sét có chiều cao nhau: - Nếu hai cột đặt cách đoạn a = 7.h điểm mặt đất hai cột thu sét bảo vệ - Nếu hai cột đặt cách đoạn a < 7h hai cột thu sét bảo vệ cơng trình có độ cao ho đặt hai cột thu sét: h  h0  Khi: hx  a p hx 2.ho ) rox 1,5.ho p(1  0,8ho GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 88 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng hx  hx 2.ho rox 0.75.ho p (1  ) ho 0.2h Cột giả tưởng ho hx 2/3h 0.75h 1.5h rx rx rox a Hình Chiều cao bảo vệ hai cột thu sét cao  Hai cột thu sét có độ cao khác nhau: - Về nguyên tắc, phạm vi bảo vệ hai cột thu sét xây dựng sau: - Đầu tiên dựng phạm vi cột thu sét thứ nhất, có chiều cao cao hơn, sau dựng phạm vi bảo vệ cột thu sét thứ hai Từ đỉnh cột thu sét thứ hai vẽ đường thẳng nằm ngang cắt phạm vi bảo vệ cột thu sét thứ điểm, điểm có chiều cao so với mặt đất chiều cao cột thu sét thứ hai (xem cột giả tưởng) Cuối vẽ đường cong phạm vi bảo vệ cột thứ hai cột giả tưởng theo phương pháp hai cột có chiều cao giống - Trong trường hợp này, chiều cao cột thu sét thứ hai h≤30m, trị số ho xác định theo công thức: h0 h  Trong đó: L (8.13) H: chiều cao cột thu sét thứ hai (m) L: khoảng cách cột thứ hai cột giả tưởng (m) GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 89 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng h1 h2 h0 rx2 rox rx1 Hình Bán kính bảo vệ hai cột thu sét cao khác c Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét: Khi cơng trình cần bảo vệ chiếm diện tích rộng người ta đặt nhiều cột thu sét Mặt cột thu sét tạo thành hình tam giác hay hình chữ nhật vùng bảo vệ cột thu sét xác định sau:  Bên đa giác, vùng bảo vệ xác định đôi cột thu sét  Bên đa giác, độ cao hx bảo vệ thỏa điều kiện D �8  h  hx  Trong đó: h: độ cao cột thu sét D: đường kính vòng tròn ngoại tiếp đa giác GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 90 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Hình Bán kính bảo vệ nhiều cột thu sét d Phạm vi bảo vệ dây thu sét: Tùy theo cách bố trí dây dẫn cột hai dây thu sét Các dây thu sét treo bên đường dây tải điện cho dây dẫn ba pha nằm phạm vi bảo vệ dây thu sét Dây bảo vệ cột treo dây thu sét tính theo cơng thức đơn giản sau (với h  30m):  Ở độ cao hx > 2h � bx = 0,6(h - hx)  Ở độ cao hx  2h � bx = 1,2(h – 1,25hx) DCS 0,2h 2bx h hx 1,2h 0,6h 2bx GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 91 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Hình Phạm vi bảo vệ dây chống sét Đối với trường hợp hai dây: phía hai dây, phạm vi bảo vệ giới hạn cung tròn qua dây thu sét điểm có độ cao ho = h – a R DCS DCS 0,.2h h 1,2h h0=h-a/4 a Hình Phạm vi bảo vệ hai dây chống sét Ngồi xét đến phạm vi bảo vệ dây thu sét trụ điện lực Trong trường hợp này, phạm vi bảo vệ dây thu sét thể qua góc bảo vệ  Dây dẫn bảo vệ hồn tồn góc bảo vệ  khơng q 25o; giảm góc bảo vệ làm giảm xác suất sét đánh vào dây dẫn phải tăng giá thành phải tăng chiều cao cột 7.3.2 Phương pháp bảo vệ đại Phương pháp bảo vệ cổ điển kim thu sét phương pháp bảo vệ thụ động, tức ta tính tốn đặt kim thu sét để phòng ngừa Khi có sét đánh khơng đảm bảo chắn 100% đánh vào kim thu sét mà khơng đánh vào vị trí cần bảo vệ GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 92 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Ngày nay, tượng sét nghiên cứu cách sâu rộng đầy đủ Người ta nghiên cứu chế tạo thành công thiết bi thu sét tích cực Với thiết bị thu sét khả đảm bảo thu sét gần 100% Có nhiều nhả sản xuất áp dụng kỹ thuật chống sét tiên tiến vào thực tế, xin giới thiệu cơng nghệ cách tính tốn nhà sản xuất indelec(Pháp) Một nhà sản xuất tiên phong đạt thành công sớm với thiết bị chống sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON-2 A Nguyên tắc hoạt động đầu thu sét PREVETRON-2 Trong trường hợp dông bảo xảy ra, điện trường khí gia tăng nhanh chóng đạt khoảng vài ngàn V/m, đầu thu sét PREVECTRON-2 thu lượng điện trường khí hệ thống điện cực phía dưới, lượng tích trữ thiết bị ion hóa Trước xảy tượng phóng điện sét (gọi sét đánh) có gia tăng nhanh chóng đột ngột điện trường khí quyển, ảnh hưởng tác động làm thiết bị ion hóa giải phóng lượng tích luỹ dạng ion, tạo đường dẫn tiên đạo phía trên, chủ động dẫn sét B Cấu tạo thiết bị chống sét PREVECTRON-2 a Kim thu sét trung tâm: Bằng dịng điện phn thép không rỉ, kim có tác dụng tạo đường dẫn dòng sét liên tục từ phía tia tiên đạo dẫn xuống đất theo dây dẫn sét Kim thu sét gắn trụ đỡ cao tối thiểu l 2m b Hộp bảo vệ: Bằng đồng thép không rỉ, có tác dụng bảo vệ thiết bị tạo ion bên Hộp gắn vào kim thu sét trung tâm c Thiết bị tạo ion, giải phóng ion phát tia tiên đạo: Đây thiết bi có tính đặc biệt đầu thu sét Prevectron-2 Nhờ thiết bị mà đầu thu sét tạo vùng bảo vệ rộng lớn với mức độ an toàn cao d Hệ thống điện cực phía trên: Có tác dụng phát tia tiên đạo e Hệ thống điện cực phía dưới: GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 93 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Có tác dụng thu lượng điện trường khí quyển, giúp cho thiết bị chống sét hoạt động C Ưu khuyết điểm đầu thu sét PREVECTRON-2 a Ưu điểm:  Bán kính bảo vệ rộng : Rp= h  D  h   L  D  L  Trong đó: h-chiều cao thật đầu kim D = 20m ; 45m ; 60m tùy vào cấp bảo vệ 3, 2,  T=10-6  T (  T tra theo loại đầu thu sét)  Tự động hoạt động hồn tồn, khơng cần nguồn cung cấp điện  Nối đất đơn giản độ tin cậy cao b Khuyết điểm:  Giá thành cao, vốn đầu tư cho công trình lớn 7.4 Tính tốn chống sét cho cao ốc 7.4.1 Thiết kế hệ thống chống sét đánh trực tiếp Do đòi hỏi mặt thẩm mỹ đặt biệt tính an tồn cao cơng trình cao ốc, phương án chống sét đại đầu thu sét PREVECTRON-2 sử dụng cao ốc 10 tầng Thông số kỹ thuật loại đầu thu sét phạm vi bảo vệ loại đầu thu sét PREVECTRON-2 thị trường: BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT Loại đầu Giá trị Mã số Mã số Trọng lượng thu sét S 6.60 S 4.50 S 3.40 TS 3.40 TS 2.25 T(s) 60 50 40 40 25 loại đồng 1241 1231 1221 1211 1201 loại thép 1242 1232 1222 1212 1202 (kg) 4,2 4,0 3,8 2,5 2,3 GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 94 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Bán kính bảo vệ Rp bảo vệ cấp h (m) >> S 6.60 S 4.50 S 3.40 TS 3.40 TS 2.25 31 27 23 23 17 47 41 35 35 25 63 55 46 46 34 79 68 58 58 42 79 69 58 58 43 79 69 59 59 43 79 69 59 59 43 10 79 69 59 59 44 15 80 70 60 60 45 20 80 70 60 60 45 20 102 92 81 81 65 45 105 95 85 85 70 Bán kính bảo vệ Rp bảo vệ cấp h (m) >> S 6.60 S 4.50 S 3.40 TS 3.40 TS 2.25 39 34 30 30 23 58 52 45 45 34 78 69 60 60 46 97 86 75 75 57 97 87 76 76 58 98 87 77 77 59 10 99 88 77 77 61 15 101 90 80 80 63 BÁN KÍNH BẢO VỆ RP CỦA BẢO VỆ CẤP h (m) >> S 6.60 S 4.50 S 3.40 TS 3.40 TS 2.25 43 38 33 33 26 64 57 50 50 39 85 76 67 67 52 107 95 84 84 65 107 96 84 84 66 108 97 85 85 67 10 109 98 87 87 69 15 113 102 92 92 75 45 119 109 99 99 84 60 120 110 100 100 85 Vì tòa cao ốc cơng trình bảo vệ cấp 3, nên từ bảng bán kính bảo vệ bảo vệ cấp 3, ta chọn loại đầu thu sét S 6.60 Loại đầu Giá trị Mã số Mã số Trọng thu sét T(s) loại đồng loại thép lượng (kg) S 6.60 60 1241 1242 4,2 Chiều cao Bán kính thật đầu bảo vệ kim h(m) Rp(m) 43 Ta kiểm tra bán kính bảo vệ đầu thu sét số độ cao: GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 95 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Độ cao 49.5m Bán kính cần bảo vệ R = 12.8m Chiều cao thật kim h = 2m, bán kính bảo vệ đầu thu sét Rp = 43m Vì Rp > R nên độ cao bảo vệ R=12.8m Rp=43m Hình Bán kính bảo vệ đầu thu sét  Độ cao 45m Bán kính cần bảo vệ R = 24.7m Chiều cao thật kim h = 6.5m, bán kính bảo vệ đầu thu sét Rp > 107m Vì Rp > R nên độ cao bảo vệ  Với độ cao < 45m, bán kính cần bảo vệ < 107m Như vậy, toàn cao ốc bảo vệ đầu thu sét 7.4.2 Tính tốn hệ thống nối đất chống sét Theo quy trình quy phạm kỹ thuật an tồn điện điện trở nối đất chống sét không vượt 10  điểm nối đất Các thông số ban đầu:  Điện trở đất yêu cầu: Rnđ = 10 ()   = 100 (m)  Điện cực thép góc L 60606 (mmmmmm) dài l = 2,5 m đóng thẳng chơn sâu xuống đất cách đất 0,8 m Sơ ban đầu ta chọn cọc, GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 96 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng cọc chơn thành mạch vòng với khoảng cách hai cọc 2,5m  Độ chôn sâu cọc: t  0,8  l  2, 05(m)  Thép góc có bề rộng b = 0,06 (m) nên đường kính ngồi đẳng trị: d = 0,95.b = 0,95.0,06 = 0,057 (m)  Hệ số mùa: kc = 1,4  Thanh nối thép dẹt, bề rộng nối b = (cm)  Độ chôn sâu nối: t = 0,8 (m) = 80 (cm)  Hệ số mùa: kt = 1,6 Tính tốn điện trở nối đất:  Điện trở nối đất cọc: R1c   0,366 � 2l 4t  l �  kc � lg  lg l � d 4t  l � � 0,366  2.2,5 4.2,05  2,5  100.1,4.lg  lg  2,5  0,057 4.2,05 2,5  = 42 ()  Các cọc chôn thành mạch vòng cách a = l = 2,5 m (a/l =1) (Theo PHỤ LỤC 05 Sách kỹ thuật cao áp – Hồ Văn Nhật Chương), ứng với cọc hệ số sử dụng cọc: c = 0,58  Điện trở khuếch tán cọc: Rc = R1c 42 = =9,1(Ω) n.η c 8.0,58 GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 97 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Giả sử nối nối đến điểm tiếp địa dài m Chiều dài nối là: L = 2,5.8 + = 25 (m) = 2500 (cm)  Điện trở khuếch tán nối nằm ngang chưa xét đến ảnh hưởng che: Rt  0,366 2.L2  kt lg L b.t = 0,366 2.25002 10000 1,6.lg =10,8(Ω) 2500 4.80  Theo PHỤ LỤC 07 với cọc a/l =1, ta có hệ số sử dụng nối: t = 0,36  Điện trở khuếch tán nối: R t/ = R t 10,8 = =30(Ω) ηt 0,36  Điện trở nối đất hệ thống nối đất là: R= R c R /t 9,1.30 = =7(Ω)  [ 10  ] / R c +R t 9,1+30 Vậy hệ thống nối đất chống sét thoả mãn điều kiện an toàn Mặt hệ thống nối đất chống sét tòa cao ốc 5M 2,5 M GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 2,5 M 98 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Hình Mặt nối đất chống sét tòa cao ốc GVHD: ThS Nguyễn Thị Hồng Liên 99 ... Liên 25 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 26 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng Thiết kế tính tốn tương tự cho tầng lại, kết cho bảng phụ... LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng 2.3.2 Thiết kế chiếu sáng trời cho cao ốc A Chọn loại đèn GVHD: ThS Nguyễn Thị Hoàng Liên 28 LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng B... Liên LVTN: Thiết Kế Cung Cấp Điện cho Cao Ốc 10 tầng  Tuyến cáp đến tủ HTL, cung cấp điện cho hệ thống lạnh  Các tuyến cáp cấp điện cho tầng theo ống lên cấp điện cho tủ điện tầng  Dây điện luồn