THIET KE CUNG CAP DIEN CHO TRUNG TAM THUONG MAI

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tóm tắt khu thương mại Biên hòa • Quy mơ dự án: Được xây dựng khu đất có tổng diện tích 16000m 2, mang đến cho khách hàng nhiều lựa chọn Tuy nhiên ta tính tốn thiết kế cung cấp điện cho khu trung tâm thương mại tầng gồm: Tầng hầm: gồm nhà giữ xe, phòng kỹ thuật Tầng 1-5: khu vực kinh doanh Tầng 6-7: khu vực khối văn phòng Tầng 8: khu vực nhà hàng, qn cà phê Mỗi tầng có diện tích 858m2 • Giới thiệu cung cấp điện: Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng lên nhanh chống Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Để đáp ứng nhu cầu đơng cán kỹ thuật ngành điện lực tham gia thiết kế, lắp đặt cơng trình cung cấp điện để phục vụ nhu cầu Cấp điện cơng trình điện Để thực cơng trình điện nhỏ cần có kiến thức tổng hợp từ ngành khác nhau, phải có hiểu biết xã hội, môi trường đối tượng cấp điện Để từ tính tốn lựa chọn đưa phương án tối ưu Cung cấp điện trình bày bước cần thiết tính tốn, để lựa chọn phần tử hệ thống điện thích hợp với đối tượng Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng, cơng cộng Tính tốn chọn lựa dây dẫn phù hợp, đảm bảo sụt áp chấp nhận được, có khả chịu dòng ngắn mạch với thời gian định Tính toán dung lượng bù cần thiết đễ giảm điện áp, điện lưới trung hạ áp Thiết kế dây để bước đến triển khai hoàn tất thiết kế cung cấp điện Bên cạnh phải thiết lựa chọn nguồn dự phòng cho nhà máy để đảm bảm ổn định làm việc đối tượng Trong tình hình kinh tế thị trường nay, xí nghiệp lớn nhỏ tổ hợp sản xuất phải tự hoạch toán kinh doanh cạnh tranh liệt chất lượng giá sản phẩm Công nghiệp thương mại dịch vụ chiếm tỉ trọng ngày tăng kinh tế quốc doanh khách hàng quan trọng ngành điện lực Sự điện, chất lượng điện xấu (chủ yếu điện áp thấp) ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động Đặt biệt ảnh hưởng lớn đến xí nghiệp may, hóa chất điện tử đòi hỏi xác Do đảm bảm độ tin cậy cấp điện, nâng cao chất lương điện mối quan tâm hàng đầu Một xã hội có điện làm cho mức sống tăng nhanh với trang thiết bị nội thất sang trọng lắp đặt cách cẩu thả , thiếu tuân thủ quy tắc an tồn nguy hiểm Nơng thơn phụ tải sinh hoạt phụ tải khổng lồ Người thiết kế cần quan tâm đến độ sụt áp đường dây xa Thiết kế cấp điện cho phụ tải sinh hoạt nên chọn thiết bị tốt nhằm đảm bảo an toàn độ tin cậy cấp điện cho người sử dụng Tóm lại, việc thiết kế cấp điện đối tượng đa dạng với đặt thù khác Như để đồ án thiết kế cung cấp điện tốt đối tượng cần thõa mãn yêu cầu sau: • Độ tin cậy cấp điện : Mức độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào yêu cầu phụtải.Với cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện mức cao nghĩa khơng điện tình Những đối tượng nhà máy, xí nghiệp, tổ sản xuất, tốt dùng máy điện dự phòng, điện dùng điện máy phát cấp cho phụ tải quan trọng • Chất lượng điện: Chất lượng điện đánh giá qua tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh Như người thiết kế phải đảm bảo vấn đề điện áp Điện áp lưới trung hạ cho phép dao động khoảng 5%.Các xí nghiệp nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao phải 2.5 % • An tồn : Cơng trình cấp điện phải thiết kế có tính an tồn cao An tồn cho người vận hành, người sử dụng, an toàn cho thiết bị tóm lại cho tồn cơng trình Tóm lại người thiết kế ngồi việc tính tốn xác, chọn lựa thiết bị khí cụ phải nắm vững quy định an tồn Hiểu rõ mơi trường hệ thống cấp điện đối tượng cấp điện 1.2 • Kinh tế: Trong trình thiết kế thường xuất nhiều phương án, phương án thường có ưu khuyết điểm riêng, lợi kinh tế xét kỹ thuật khơng tốt Một phương án đắt tiền thường có đặt điểm độ tin cậy an toàn cao hơn, để đảm bảo hài hoà vấn đề kinh tế kỹ thuật cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng đạt tối ưu Giới thiệu phương pháp tính tốn phụ tải Phương pháp hệ số cầu công suất đặt: Ptt = Pđ k nc - Phương pháp theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm: Ptt = Ptb = M ca a Tca Với: a – Suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm (kwh/đơn vị sản phẩm) Mca – Lượng sản phẩm ca mang tải lớn - Phương pháp theo suất tiêu hao điện đơn vị diện tích: Ptt = p0 F Với : po – Cơng suất đơn vị diện tích; F- Diện tích sử dụng - Phương pháp tính theo Kmax cơng suất trung bình: Với nhóm, biết rõ thông tin chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện, … ) tra cứu hệ số sử dụng thiết bị, tiến hành tính phụ tải tính tốn theo K max cơng suất trung bình nhóm: Tính số thiết bị hiệu nhq: * n 5 Số thiết bị hiệu xác định theo phương pháp tra bảng hay đường cong cho trước Trình từ tính tốn sau: B1: Xác định tổng số thiết bị nhóm (n) tổng cơng suất n thiết bị n P = ∑ Pdmi ∑ i =1 B2: Xác định thiết bị có cơng suất lớn nhóm (Pmax) B3: Xác định n1 số lượng thiết bị có cơng suất thoả điều kiện: Pdm ≥ Pmax B4: Xác định tổng công suất n1 thiết bị n P1 = ∑ Pdmi i =1 B5: Xác định n n* = n P* = P1 P ∑ B6: tra bảng để tìm nhq* B7: Xác định số thiết bị hiệu quả: nhq = n * nhq* Tổng công suất định mức tồn nhóm: Ptt = K max ∑ k sdi * Pđm.i Với: Kmax - hệ số cực đại nhóm thiết bị Ksdi - hệ số sử dụng thiết bị thứ i Tính hệ số sử dụng nhóm theo cơng thức: n k sd P = tbnh = Pđm ∑ ∑k i =1 sdi Pđmi n ∑P i =1 đmi Với: Pđm∑ - Công suất định mức nhóm; ksdi –Hệ số sử dụng thiết bị thứ i Tìm Cơng suất trung bình (Ptb) nhóm: Ptb = ksd Pđm∑ Cơng suất trung bình (Ptb) hiểu cơng suất trung bình ca mang tải lớn Ptt = Kmax Ksd Pđm∑ = Kmax Ptb Trong phương pháp tính phụ tải tính tốn cho mạng động lực tác giả đề tài chọn phương pháp tính theo suất tiêu hao điện đơn vị diện tích 1.3 Giới thiệu phương pháp tính tốn chiếu chiếu sáng 1.3.1 Phương pháp suất tiêu hao điện đơn vị điện tích chiếu sáng Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Ptt = p F Với : po – Công suất đơn vị diện tích; F- Diện tích sử dụng Lựa chọn loại đèn chiếu sáng có cơng suất Pđ Số đèn chiếu sáng xác định: N=Ptt/Pđ 1.3.2 Phương pháp quang thông Phương pháp quang thông thường sử dụng cho trường hợp chiếu sáng chung điều, có kể đến ánh sáng phản xạ tràn tường sàn, khơng thích hợp để tính tốn chiếu sáng cục chiếu sáng cho mặt phẳng làm việc nằm ngang Phương pháp quang thông chia làm trường hợp: Trường hợp 1: Chọn trước loại số đèn Theo phương pháp quang thông, độ rọi mặt phẳng làm việc nằm ngang hệ thống chiếu sáng chung cung cấp xác định theo biểu thức sau: N × n × Fđ × CU × LLF E yc = Sp Trong đó: n: số bóng đèn Fb: quang thơng ban đầu bóng đèn (lm) N: số đèn sử dụng CU: hệ số sử dụng LFF: hệ số mát ánh sáng Sp: diện tích chiếu sáng Hệ số mát ánh sáng xác định theo biểu thức : LLF = LLD x LDD x BF x RSD Trong : LLD: hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng LDD: hệ số suy hao quang thông bụi BF: hệ số cuộn chấn lưu RSD: hệ số suy hao phản xạ phòng bụi Hệ số sử dụng phụ thuộc vào kiểu đèn, số phòng, hệ số phản xạ trần, sàn, tường Chỉ số phòng xác định theo biểu thức: i= Sp H tt × ( D1 + D2 ) Trong đó: Sp: diện tích chiếu sáng (m2) Htt: độ cao treo đèn tính tốn D1, D2 chiều dài chiều rộng phòng (m) Trường hợp : Biết trước độ gọi yêu cầu số đèn sử dụng Quang thông đèn xác định theo biểu thức: Fđ = N × Fb = E yc × S p n × CU × LFF 1.3.3 Phương pháp điểm 1.3.3.1 Ý nghĩa Phương pháp điểm dùng để xác định lượng quang thông cần thiết đèn chằm tạo độ rọi quy định bề mặt làm việc với điều kiện ánh sáng phản xạ khơng đóng vai trò chủ yếu Dùng phương điểm tính tốn độ rọi điểm biết cách bố trí đèn, chiều cao treo đèn cơng suất lắp bóng đèn Phương pháp điểm dùng tính toán chiếu sáng chung, chiếu sáng hỗn hợp, chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng ngoài, chiếu sáng mặt phẳng nghiêng Cũng dùng phương pháp để kiểm nghiệm phương pháp khác Phương pháp điểm có độ xác cao với loại đèn có ánh sáng trực tiếp, loại đèn có ánh sáng trực tiếp chủ yếu xác trường hợp hệ số phản xạ ρtr , ρtư không lớn 1.3.3.2 Phương pháp tính tốn Chiếu sáng đèn nung sáng (nguồn sáng điểm có đường cong cường độ sáng đối xứng tròn): Trước đèn chọn điểm gọi điểm kiểm tra bề mặt cần chiếu sáng ( đèn bố trí sẵn theo chương một) Giả thiết đèn lắp sẵn có quang thơng 1000lumen đèn gởi đến điểm kiểm tra độ rọi e e gọi độ rọi quy ước hàm dk htt (nghĩa ứng với độ cao treo đèn h tt dk cho ta độ rọi quy ước e loại đèn khác có e khác nhau) đồ thị nhà sản xuất loại đèn cung cấp I N B d1 900 dk A 900 Hình – Xác định góc α nguồn sáng điểm Tổng độ rọi quy ước đèn gởi đến điểm kiểm tra Σe (ta thấy đèn vị trí khác khu vực chiếu sáng gởi đến điểm kiểm tra độ rọi định đồng thời trần tường có hệ số phản xạ khác ảnh hưởng đến điểm kiểm tra Do ta xét tới ảnh hưởng thơng qua hệ số µ) Thường chọn ảnh hưởng hệ số phản xạ trần, tường, điểm chiếu sáng khác đến điểm kiểm tra thông qua hệ số µ Hệ số µ lấy sau: + Đèn cú chao, ỏnh sỏng trc tip = 1,1ữ 1,2 µ = 1,0 + Đèn gương + Đèn có ánh sáng trực tiếp chủ yếu (kể trường hợp có ρtr = 50% , ρtr = 30%) µ = 1,3 ÷ 1,6 + Điểm kiểm tra gần tường trị số µ lớn điểm sàn Để đảm bảo độ rọi nhỏ E theo yêu cầu u cầu quang thơng (φ) tính tốn cho đèn (φtt-đ) thỏa cơng thức: φ t t− đ = 1000 ì E ì k àì e (6.5) t φtt-đ tra bảng tìm loại đèn theo giống phương pháp hệ số sử dụng Chiếu sáng đèn huỳnh quang (nguồn sáng điểm, có đường cong cường độ sáng khơng đối xứng tròn): Đèn huỳnh quang phân bố ánh sáng dọc theo chiều dài đèn Khi tính tốn kỹ thuật giống đèn nung sáng Riêng đường thẳng lux để xác định độ rọi tương đối e ’ đèn huỳnh quang với giả thiết trường hợp treo đèn cao 1m mật độ quang thông dãy đèn (φ’d) φ ñ' = Với: φ dñ = 1000 lm / m Ldđ (6.6) φdđ : quang thơng dãy đèn(lm) Ldđ : chiều dài dãy đèn(m) Tổng độ rọi xét đến điểm kiểm tra cần ý: + Nếu điểm kiểm tra nằm dãy đèn chia dãy đèn làm hai phần, tổng độ rọi tổng độ rọi phần phát : ∑e = ∑e +∑e ' ' ' + Nếu vị trí điểm kiểm tra nằm ngồi phạm vi dãy đèn xem dãy đèn kéo dài để kiểm tra nằm vào phạm vi dãy đèn Lúc tổng độ rọi điểm kiểm tra tổng độ rọi dãy đèn trừ độ rọi phần phụ phát : ∑e = ∑e −∑e ' ' ' e’ e1’ e2’ dãy đèn điểm kiểm tra e1’ e2’ e’ dãy đèn phần phụ điểm kiểm tra Hình – Tính tổng độ rọi điểm Muốn đảm bảo độ rọi Emin theo yêu cầu mật độ quang thơng tính tốn đèn φ’tt-đ phải xác định: dãy đèn Ldđ hzt dk điểm kiểm tra Hình – Tính tổng độ rọi điểm φ 't t− đ = 1000 × E × kì ht t ì e' v quang thụng tính dãy đèn là: φtt-dđ = φ’tt-đ ×Ldđ Công suất số lượng đèn dãy : n'd = φ t t− dñ φ t t− ñ (giống dùng phương pháp hệ số sử dụng) Nếu có kiểu đèn, quang thơng φđ loại đèn khoảng cách đèn dãy (d tđ) tìm sau: φtđ = φđ φ 't t− ñ sau so sánh dtđ với Lđ ( chiều dài đèn) Nếu dtđ > Lđ đạt Nếu dtđ > Lđ cần tăng số lượng bóng đèn ghép đèn thành đôi tăng số dãy đèn cho đạt yêu cầu công suất Xác định độ rọi quy ước e độ rọi tương đối e’: Xác định từ đồ thị đẳng lux không gian, hàm đồ thị dk , htt e Xác định độ rọi tương đối e’ ta dùng tỷ số : d'k = dk ht t L'dñ = L dñ ht t và từ d’k L’dđ tra đồ thị đẳng lux ta suy độ rọi tương đối e’ Đèn huỳnh quang có mặt gương phản xạ: Tính tốn rút gọn sau: Nếu dãy đèn bố trí hai dãy làm việc khoảng cách hai dãy làm việc 2d k độ cao treo đèn so với mặt phẳng làm việc nên lấy h tt=1,4dk cú mật độ quang thông có : φ ’tt-đ = 6,5 × E × dk E : độ rọi (lux) dk : khoảng cách từ đường hình chiếu dãy đèn mặt phẳng làm việc đến chỗ ngồi làm việc, công thức k =1,5 tính Một số đặc điểm dùng phương pháp điểm: + Muốn xác định quang thông nên dùng trị số Σe điểm kiểm tra có trị số xấu Vì phải tính Σe vài điểm phòng lớn chọn rìa góc phòng, dãy,… Nếu phòng có dãy nên chọn điểm kiểm tra nằm đường thẳng cách tường khoảng 1/5 chiều rộng phòng + Khi tính cơng suất cục khu vực chọn khu vực có yêu cầu độ rọi đồng để kiểm tra trị số Σe Trên sở trị số Σe tìm quang thơng vài khu vực + Bố trí đèn huỳnh quang yêu cầu phải liên tục, đặn, khoảng cách đèn lớn trị số độ rọi tương đối e ’ có khơng phải dãy mà đèn riêng biệt Điểm kiểm tra loại gắn bóng huỳnh quang nên chọn dãy đèn Để hạn chế độ rọi cuối dãy đèn cần kéo dài dãy đèn khỏi phạm vi mặt phẳng làm việc khoảng 0,5htt tăng quang thông cuối dãy lên gấp hai đặt thêm dãy đèn theo phương thẳng góc cuối dãy I ddMBA = 11.67 = 14( A) 0.83 Theo tiêu chuẩn TCVN 9206-2012: dây dẫn từ tủ điện đến tủ điện tầng, khu vực tiết diện dây không nhỏ 4mm2 (bảng 11) Chọn cáp danh định lõi cho pha có tiết diện dây ( Ftc = mm2 có Icpđm = 54(A) Chọn CB: loại MCCB, số cực 3P, Udm = 450V, IdmCB = 40A, Icu = 6kA Phương pháp tính tốn tương tự ta có bảng thơng số diết diện dây dẫn CB ST T TUYẾN DÂY 10 11 12 13 14 15 16 17 18 TĐ T-T ĐH TĐ T-T Đ1 TĐ T-T Đ2 TĐ T-T Đ3 TĐ T-T Đ4 TĐ T-T Đ5 TĐ T-T Đ6 TĐ T-T Đ7 TĐ T-T Đ8 TĐ T-T Đ ĐH1 TĐ T-T Đ ĐH2 TĐ T-T Đ ĐH3 TĐ T-T Đ ĐH4 TĐ T-T Đ ĐH5 TĐ T-T Đ ĐH8 TĐ T-T Đ TM TĐ T-T Đ BNC TĐ T-T Đ BNT Itt (A) K I'tt (A) 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 11.85 87.36 87.36 87.36 87.36 87.36 97.09 97.09 19.45 91.16 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 14.28 105.26 105.26 105.26 105.26 105.26 116.97 116.97 23.43 109.83 CHỌN DÂY DẪN TIẾT DIỆN Icp DÂY (A) (mm2 ) 54 25 127 25 127 25 127 25 127 25 127 25 127 25 127 54 25 127 60 0.38 91.16 0.83 109.83 25 127 450 125 10 60 0.38 91.16 0.83 109.83 25 127 450 125 10 60 0.38 91.16 0.83 109.83 25 127 450 125 10 60 0.38 91.16 0.83 109.83 25 127 450 125 10 60 0.38 91.16 0.83 109.83 25 127 450 125 10 172 0.38 261.33 0.83 314.85 150 399 450 350 10 213.6 0.38 324.53 0.83 391.00 150 399 450 350 10 41.66 0.38 63.30 0.83 76.26 16 100 450 100 10 Stt (kVA) Udm (kV) 7.8 57.5 57.5 57.5 57.5 57.5 63.9 63.9 12.8 60 CHỌN CB Udm (V) Idm (A) Icu (kA) 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 40 125 125 125 125 125 125 125 40 125 10 10 10 10 10 10 10 10 19 20 21 2.2 TĐ T-T Đ QTA TĐ T-T Đ QTG TĐ T-T Đ BCC 67.2 0.38 102.10 0.83 123.01 25 127 450 125 10 37.5 0.38 56.98 0.83 68.65 16 100 450 100 10 266.7 0.38 405.21 0.83 488.20 240 538 450 500 36 Máy phát dự phòng Máy phát dự phòng cho tồn trung tâm thương mại: SG=1500 kVA loại Prime rating Model-KOHLER 800REOZM-3P Bộ điều khiển: DEEP SEA (USA) Có ATS (1600A) tự động chuyển nguồn có cố Hình dạng Máy Phát xem Hình 3.2 Hình máy phát dự phòng 2.3 Phương án bù tải 2.3.1 Định nghĩa hệ số công suất Hệ số công suất Cosφ tỉ số công suất tác dụng P (kW) công suất biểu kiến S (kVA) Hệ số công suất lớn hệ số công suất lớn có lợi cho ngành điện lẫn khách hàng Khi cosφ = P = S, tồn cơng suất điện phát tiêu thụ phụ tải điện mà khơng có tổn thất - Động không đồng chúng tiêu thụ khoảng 65 – 75% (IEC/E5) tổng công suất - phản kháng mạng Máy biến áp tiêu thụ khoảng – 10% (IEC/E5) Đường dây không, điện kháng thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10% Như động không đồng máy biến áp hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng Công suất tác dụng P công suất biến thành nhiệt máy dùng điện, cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hóa máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù cơng suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosφ mạng nâng cao, P Q có quan hệ sau: Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc ϕ giảm, kết cosφ tăng lên Hệ số công suất cosφ nâng lên đưa đến hiệu sau đây: 2.3.2 • Giảm tổn thất công suất mạng điện Giảm tổn thất điện áp mạng điện Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Vị trí lắp đặt tụ bù Bù tập trung: áp dụng tải ổn định liên tục Bộ tụ đấu vào góp hạ áp tủ phân phối đóng thời gian tải hoạt động - Ưu điểm: Làm giảm tiền phạt tiêu thụ công suất phản kháng Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu Làm nhẹ tải cho máy biến áp (khả tăng tải máy biến áp) - Nhược điểm: Dòng điện phản kháng vào tất lộ tủ phân phối kích cỡ dây dẫn, cơng suất tổn hao dây dẫn khơng cải thiện • Bù nhóm (bù phân đoạn): nên sử dụng mạng điện lớn chế độ tải tiêu thụ theo thời gian phân đoạn thay đổi khác Bộ tụ đấu vào tủ phân phối khu vực - Ưu điểm Làm giảm tiền phạt tiêu thụ công suất phản kháng Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu Kích thước dây cáp tới tủ phân phối khu vực giảm dây cáp tăng tải cho tủ phân phối khu vực Giảm tổn hao dây - Nhược điểm Dòng điện phản kháng tiếp tục vào tất dây cáp xuất phát từ tủ phân phối khu vực kích cỡ dây dẫn, cơng suất tổn hao dây dẫn không cải thiện Khi tải thay đổi đáng kể có nguy bù dư dẫn đến tượng điện áp • Bù riêng: nên xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện Bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối thiết bị dùng điện có tính cảm (chủ yếu động cơ) Định mức tụ khoảng 25%giá trị công suất động - Ưu điểm Làm giảm tiền phạt tiêu thụ công suất phản kháng Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu Làm giảm kích thước tổn hao tất dây dẫn Các giá trị dòng điện phản kháng lớn không tồn mạng điện 2.3.3 Tính tốn bù cơng suất phản kháng Hệ số công suất trước bù: → Công suất biểu kiến chung cư trước bù: Stt=1486.48 (kVA) Tổng công suất tác dụng tính tốn trung tâm thương mại Hệ số cơng suất cơng trình sau bù: → Công suất phản kháng cần phải bù để đạt là: Ta chọn tụ pha 50 (kVAr) /1tụ Ib = Qb 3U * sinϕ = 396 = 647 A 1.73 * 0.38 * 0.93 Chọn CB bảo vệ tụ có In = 800(A), Icu=50(KA) Cơng suất phản kháng sau bù: Phụ tải tổng sau bù: Dòng tổng sau bù: Hệ số cơng suất sau bù: Bảng 3.2 cấp bù công suất Công suất bù 40 kVAr- 400V 60 kVAr- 400V 80 kVAr- 400V 120 kVAr- 400V 140 kVAr- 400V 180 kVAr- 400V 240 kVAr- 400V 300 kVAr- 400V 400 kVAr- 400V 600 kVAr- 400V Cấp tụ 10 kVAr tụ 20 kVAr tụ 20 kVAr tụ 30 kVAr tụ 35 kVAr tụ 30 kVAr tụ 40 kVAr tụ 50 kVAr tụ 50 kVAr 12 tụ 50 kVAr Chương : PHƯƠNG ÁN CHỐNG SÉT – NỐI ĐẤT 3.2 Nối đất 3.2.1 Tổng quan hệ thống nối đất Giải thích thuật ngữ Theo tiêu chuẩn IEC 69364-3 hệ thống điện định nghĩa hai chữ cái, hệ thống điện IT, TT,TN Bên cạnh hai chữ dùng thêm hai chữ để cách bố trí dây trung tính dây bảo vệ, chẳng hạn hệ thống điện TN-C, TN-S, TN-CS Chữ thứ thể tính chất trung tính nguồn, mối quan hệ nguồn điện hệ thống nối đất: T – Nối đất trực tiếp (trung tính nguồn trực tiếp nối đất-“Terrestrial”), I tất phần mang điện cách ly với đất điểm nối đất thơng qua trở kháng (trung tính nguồn cách ly-“Insulated”) Chữ thứ hai thể hình thức bảo vệ, xác định mối quan hệ phần dẫn điện lộ hệ thống, mạng điện lắp đặt hệ thống nối đất: T- Nối đất trực tiếp (bảo vệ nối đất – vỏ thiết bị điện kim loại nối nối đến hệ thống nối đất), N – Nối trực tiếp phần dẫn điện lộ dây dẫn bảo vệ với điểm nối đất nguồn điện (bảo vệ nối dây trung tính – vỏ thiết bi điện kim loại nối đến dây trung tính) Trong hệ thống TN dùng thêm hai chữ để định nghĩa cách bố trí dây trung tính dây bảo vệ: C “Combined” – dây trung tính N dây bảo vệ PE chung thành dây gọi dây PEN, S “Separated” – dây trung tính N dây bảo vệ PE tách biệt với hai chức riêng dây N dây PE, CS – dây trung tính dây bảo vệ kết hợp vài phần hệ thống Hệ thống TT Đặc điểm • Sơ đồ đơn giản • Do sử dụng hai hệ thống nối đất riêng biệt nên cần lưu ý bảo vệ q áp • Tiết diện dây PE nhỏ so với dây trung tính thường xác định theo dòng cố lớn xả • Trong điều kiện làm việc bình thường, dây PE khơng có sụt áp • Trong trường hợp hư hỏng cách điện, xung điện áp xuất dây PE thấp nhiễu điện từ bỏ qua • Hệ thống TT thường sử dụng cho mạng điện bị hạn chế sựkiểm tra hay mạng điện mở rộng, cải tạo (mạng điện công cộng, mạng điện khách hàng) L1 L2 L3 N PE Rn TB Hệ thống IT Đôi khó nối đất có hiệu quả, tổng trở mạch vòng khơng đủ nhỏ theo u cầu Do hệ thống thực cách bỏ nối đất từ nguồn hay nối điện trở 1÷2kΩ vào đường dây trung tính hệ thống nối đất Đặc điểm • Vỏ thiết bị điện, vật dẫn tự nhiên tòa nhà nối với điện cực nối đất riêng • Tiết diện dây PE nhỏ so với dây trung tính thường xác định theo dòng cố lớn xả • Trong điều kiện làm việc bình thường, dây PE khơng có sụt áp • Cần giảm ngưỡng áp xuất cố chạm từ cuộn cao sang cuộn hạ máy biến áp nguồn • Khi hư hỏng cách điện, dòng cố thứ thường thấp khơng gây nguy hiểm • Khi cố thứ hai xảy pha khác, tạo dòng ngắn mạch gây nguy hiểm cần sử dụng thiết bi bảo vệ kèm theo • Hệ thống IT thường sử dụng có yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao mạng điện xử lý thông tin L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 TB Hệ thống TN Trong hệ thống TN, mạch vòng cố bao gồm toàn phần dẫn điện, tránh trị số cao điện trở nối đất Hệ thống TN-C dây trung tính dây bảo vệ gọi chung dây PEN Đặc điểm • Sử dụng nhiều điểm nối đất lặp lại để đảm bảo dây PEN nối đất trường hợp • Dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn có cố hư hỏng cách điện • Trong điều kiện làm việc bình thường vỏ thiết bị, đất, trung tính có điện • Khi hư hỏng cách điện, dòng cố gây độ sựt áp nguồn, nhiễu điện từ lớn khả gây cháy cao • Khi tải khơng đối xứng, dây PEN có dòng điện dòng điện gây nhiễu cho máy tính hay hệ thống thơng tin • Hệ thống thường dùng cho mạng điện không cải tạo hay mở rộng có tiết diện dây/cáp lớn 10mm^2 với đồng lớn 16mm^2 với nhơm Hệ thống TN-S dây trung tính dây bảo vệ riêng biệt Đặc điểm • Dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn có cố hư hỏng cách điện • Dây PE tách biệt với dây trung tính, khơng nối đất lặp lại tiết diện dây PE thường xác định theo dòng cố lớn xả • Trong điều kiện làm việc bình thường, khơng có sụt áp dòng điện dây PE nên tránh hiểm họa cháy nhiễu điện từ Sơ đồ TN-C-S: Sơ đồ TN-C TN-S sử dụng lưới Trong sơ đồ TN-CS, sơ đồ TN-C (4 dây) không sử dụng sau sơ đồ TN-S Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường điểm đầu lưới Đối với mạng điện có điện áp 1000(V), điện trở nối đất thời điểm không vượt 4(Ω) (riêng với thiết bị nhỏ, công suất tổng máy phát điện, máy biến áp không 100(kVA) cho phép đến 10(Ω)) Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở khơng qua 10(Ω) 3.2.2 Thiết kế hệ thống nối đất 3.2.2.1 Hệ thống nối đất an toàn Ta sử dụng sơ đồ nối đất an tồn TN-C-S Các thơng số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 4(Ω) Điện trở suất đất: Trung tâm thương mại xây dựng Đồng nai đất thuộc loại đất bồi phù xa Tra bảng F47 (IEC/F69) ta ρ đất = 20 ÷ 100 (Ωm) Tại thời - điểm đo ρđất =80(Ωm) Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu Hệ số mùa Độ chơn Km(đo vào mùa Loại nối đất Loại điện cực sâu(m) mưa) Nối đất an toàn cực thẳng đứng 0.8 1.4 Sử dụng cọc thép bọc đồng có chiều dài L=2.4m, đường kính d=22mm, đặt thành dãy, cách mép phân xưởng 2m Các cọc bố trí cách 5m Số cọc sử dụng 10 cọc Các cọc liên kết với cáp đồng trần tiết diện 70mm 2, đường kính d = 9,5mm Cáp cọc chôn sâu h=0.8m so với mặt đất Điện trở suất tính tốn: ρtt = Km ρđất = 1.4 x 80= 112 (Ωm) Điện trở nối đất cọc: Với số cọc 10, tỉ số a/l=5/2.4≈2, ta ηc =0.75 Điện trở hệ thống 10 cọc: Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc với tổng chiều dài , chơn sâu h=0.8m Tìm hệ số (dây) ηth =0.75, điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc sét đến hệ số sử dụng (dây) Điện trở toàn hệ thống: Ta thấy (đạt yêu cầu) 3.2.2.2 Hệ thống nối đất làm việc Sử dụng cọc thép bọc đồng có chiều dài 2.4m, đường kính 22mm, đặt theo chu vi mạch vòng, Các cọc bố trí cách 5m Số cọc sử dụng 10 cọc Các cọc liên kết với cáp đồng trần tiết diện 70mm 2, đường kính d = 9.5mm cáp cọc chôn sâu 0.8m so với mặt đất ρđất = 80 (Ωm) Điện trở suất tính tốn: ρtt = Km*ρđất = 1.4 x 80= 112 (Ωm) Điện trở nối đất cọc Với số cọc n=10, tỉ số a/l = 5/2.4≈2, ta có Điện trở hệ thống 10 cọc là: Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc với tổng chiều dài L t =10*5 =50m chôn sâu 0.8m so với mặt đất là: Tìm hệ số (dây) , điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng (dây) Điện trở nối đất xung toàn hệ thống Nhận thấy (Đạt yêu cầu) 3.3 Chống sét 3.3.1 Các phương pháp chống sét Bảo vệ kim Franklin Kim thu sét làm từ kim loại đầu có gắn mũi nhọn mài nhọn để tăng cường mật độ điện tích,đầu nối với dây dẫn sét vào hệ thống nối đất chống sét Vùng bảo vệ kim thu sét xác định cơng thức: p p Trong đó: rx: bán kính bảo vệ độ hx hx: độ cao cơng trình (m) h: độ cao kim thu sét p: hệ số hiệu chỉnh theo chiều cao kim thu sét (p= h ≤ 30m 30 < h ≤ 100m) Bảo vệ đầu thu ESE (phương pháp đại): ESE hoạt động dựa nguyên lí làm thay đổi trường điện từ xung quanh cấu trúc cần bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện (piezoelectric) Cấu trúc đặc biệt ESE tạo gia tăng cường độ điện trường chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả phát xạ ion, nhờ tạo điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét Đầu thu: Đầu thu nhọn, làm thép khơng rỉ có nhiệm vụ phát xạ ion,được nối tới điện cực kích thích Đầu thu làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim Có hệ thống thơng gió nhằm tạo dòng lưu chuyển khơng khí đỉnh thân ESE Thân kim: làm đồng xử lí inox phía có nhiều đầu nhọn làm nhiệm vụ phát xạ ion Thân kim nối với điện cực nối đất chống sét Bộ kích thích áp điện : làm ceramic áp điện đặt thân kim ngăn cách điện nối với đỉnh nhọn phát xạ ion cáp cách điện cao áp Bảo vệ dây chống sét Dây chống sét thường dùng để bảo vệ chống sét đánh vào đường dây tải điện không đường dây liên lạc đường ống,…để bảo vệ thường treo dây chống sét toàn tuyến đường dây Bảo vệ lồng Faraday Lồng Faraday bao gồm lưới kim loại nối đất bao quanh cơng trình với mục đích tạo màng che tĩnh điện cho cơng trình Khi sử dụng cách bảo vệ này, dây dẫn đan chéo với khoang cách định mái nhà (thường < 6m) dọc theo tường khoảng cách 30m phải có dây dẫn xuống Ơ đan nhỏ lồng Faraday có tác dụng chống xâm nhập sóng radio hay nhiễu tĩnh điện Tuy nhiên lồng Faraday khơng thể bảo vệ phía cơng trình chống xung cú sét nhỏ xung điện từ phát sinh sau Bảo vệ kim phóng xạ Đây loại kim thu sét phóng điện sớm sử dụng nguồn lượng nguồn phóng xạ nhằm tạo tia tiên đạo sét lên Tuy nhiên lý an tồn, số nước khơng cho phép sử dụng loại kim Chọn lựa phương án thông số kỹ thuật: Ngày nay, mà loại kim thu sét phát tia tiên đạo ngày cải tiến với hiệu rõ rệt cơng việc thiết kế chống sét dễ dàng nhiều Với ưu điểm lớn thi công lắp đặt đơn giản, độ bền cao, việc bảo trì nhẹ nhàng so với hệ thống thu sét kim truyền thống nên kim thu sét loại phát tia tiên đạo ngày sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng Theo xu hướng đó, việc thiết kế hệ thống chống sét cho cơng trình sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo Cũng loại kim phát tia tiên đạo khác kim thu sét phát tia phóng điện hướng lên để làm lệch tia sét xuống Khi hai đường dẫn gặp gây phóng điện, hình thành dòng điện sét điện tích tiêu tán vào đất Q trình xảy cách tự nhiên hoạt động đầu thu sét kích cho tượng xảy nhanh sét đánh vào mục tiêu theo ý muốn đầu thu sét nhằm tạo bảo vệ hiệu Bán kính bảo vệ: Bán kính bảo vệ kim thu sét phát tia tiên đạo phụ thuộc vào độ cao (h) đầu kim so với mặt phẳng cần bảo vệ 3.3.2 Thiết kế chống sét 3.3.2.1 Tính tốn điện trở nối đất cho chống sét:Rnđ ≤ 10(Ω) Sử dụng cọc thép bọc đồng có chiều dài L=2.4m, đường kính d=22mm, đặt thành vòng cách mép phân xưởng 2m Các cọc bố trí cách 5m Số cọc sử dụng cọc Các cọc liên kết với cáp đồng trần tiết diện 70mm 2, đường kính d = 9.5mm Cáp cọc chôn sâu h=0.8m so với mặt đất Điện trở suất tính tốn: ρtt = Km ρđất = 1.4 x 80= 112(Ωm) Điện trở nối đất cọc: Với số cọc 6, tỉ số a/l=6/3=2, ta ηc =0.73 Điện trở hệ thống cọc: Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc với tổng chiều dài , chôn sâu h=0.8m Tìm hệ số (dây) ηth =0.48 Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc sét đến hệ số sử dụng (dây) Điện trở toàn hệ thống: Nhận thấy (Đạt yêu cầu) Chọn dây dẫn dòng sét từ đầu kim thu sét STORMASTER ESE 60 xuống hệ thống nối đất sử dụng cáp chông nhiễu ECORI chống sét: để đảm bảo dây dẫn sét khơng bị phá hủy có dòng điện sét qua tiết diện dây khơng nhỏ 50 mm2 Do chọn cáp có tiết diện 70 mm2 làm cáp sét cho cơng trình 3.3.2.2 Chống sét cho trạm biến áp Sử dụng cọc thép bọc đồng có chiều dài L=2.4m, đường kính d=22mm, đặt thành dãy, Các cọc bố trí cách 5m Số cọc sử dụng cọc Các cọc liên kết với cáp đồng trần tiết diện 70mm2, đường kính d = 9.5mm Cáp cọc chôn sâu h=0.8m so với mặt đất Điện trở suất tính tốn: ρtt = Km ρđất = 1.4 x 80= 112(Ωm) Điện trở nối đất cọc: Với số cọc 3, tỉ số a/l=6/3=2, ta ηc =0.86 Điện trở hệ thống cọc: Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc với tổng chiều dài , chơn sâu h=0.8m Tìm hệ số (dây) ηth = 0.92 Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc sét đến hệ số sử dụng (dây) Điện trở toàn hệ thống: Ta thấy (đạt yêu cầu) ... đầu nguồn cung cấp điện cho toàn chung cư Do cơng suất máy phải lớn tổng cơng suất biểu kiến cung cấp cho tồn cơng trình Nước ta có cấp điện áp: • • • • Hạ áp: 220/380V, chuẩn 230/400V Trung áp:... lí cho: • • • • Khơng làm giảm tuổi thọ máy Đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống liên tục Đảm bảo an toàn tin cậy cao Có thể mở rộng phụ tải cho tương lai Dựa vào cơng suất biểu kiến tính tốn trung. .. Cơng suất trung bình (Ptb) nhóm: Ptb = ksd Pđm∑ Cơng suất trung bình (Ptb) hiểu cơng suất trung bình ca mang tải lớn Ptt = Kmax Ksd Pđm∑ = Kmax Ptb Trong phương pháp tính phụ tải tính tốn cho mạng