Đồ án tốt nghiệp Điện-Điện tử

Đồ án tốt nghiệp ngành Điện - Điện tử trường đại học Vinh Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho toà nhà Tecco huyện Thanh Trì Đây là tâm huyết của mình trong 5 năm học đại học, bao gồm tính toán dây, tính toán phụ tải, tính toán chiếu sáng bằng công thức và bằng phần mềm Dialux Nếu muốn lấy file CAD thì tải tài liệu này về và gửi mail cho mình qua địa chỉ nguyenvandung065@gmail.com hoặc nhắn vào zalo 0961536840

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ HỖN HỢP THƯƠNG MẠI VÀ NHÀ Ở CHUNG CƯ TECCO i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nghệ An, ngày… tháng… năm 2019 Giảng viên hướng dẫn i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nghệ An, ngày… tháng… năm 2019 Cán phản biện ii LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố đại hố nước nhà, cơng nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân, điện tiền đề cho phát triển đất nước Ngày điện trở thành lượng thiếu hầu hết lĩnh vực kinh tế Mỗi có nhà máy mới, khu công nghiệp mới, khu dân cư xây dựng nhu cầu hệ thống cung cấp điện nảy sinh Là sinh viên nghành Điện - kỹ sư tương lai trực tiếp tham gia thiết kế hệ thống điện, từ sinh viên việc làm đồ án tập dượt, vận dụng lý thuyết học vào thiết kế hệ thống điện cách làm quen với công việc sau Từ thực tiễn em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà hỗn hợp thương mại nhà chung cư TECCO” Trong thời gian làm đồ án vừa qua với giúp đỡ tận tình thầy ThS Phạm Hồng Nam, chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều kiến thức hạn hẹp nên q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin cảm ơn, ghi nhận ý kiến góp ý tất thầy giáo để em tiếp tục hồn thiện kiến thức em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Phạm Hồng Nam hướng dẫn nhiệt tình để em hồn thành đề tài với kết tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, ngày … tháng … năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Xn Cảnh Đặng Văn Cơng iii TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đồ án trình bày thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà hỗn hợp thương mại nhà chung cư Trên sở vận dụng lý thuyết tiến hành nghiên cứu tính tốn lựa chọn phương án cung cấp điện, lựa chọn thiết bị điện thiết kế hệ bảo vệ an tồn cho tòa nhà Nội dung đồ án gồm: Phần A: Thuyết minh Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện Chương 2: Xác định phụ tải tính tốn Chương 3: Xây dựng phương án cung cấp điện Chương 4: Tính chọn kiểm tra dây dẫn, thiết bị điện Chương 5: Hệ thống nối đất an toàn chống sét Phần B: Các vẽ Trong q trình làm đồ án khơng tránh thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để đồ án hoàn thiện SUMMARY OF THE CONTENT This project presents the design of the power supply system for commercial mixed buildings and apartment buildings On the basis of applying the theory of conducting research and calculating and selecting the power supply plan, selecting electrical equipment, designing safety protection systems for the building Contents of the project include: Part A: Explanation Chapter 1: Overview of the power supply system Chapter 2: Determine the calculation load Chapter 3: Building power supply plans Chapter 4: Calculating and checking electrical wires and equipment Chapter 5: Safe grounding and lightning protection system Part B: Drawings In the process of making the project, there are no shortcomings, I hope to receivethe comments of the teachers and friends so that the project can be improved MỤC LỤC iv LỜI NÓI ĐẦU iii TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN .iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x PHẦN A: THUYẾT MINH .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Giới thiệu đề tài thiết kế 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài .7 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1 Giới thiệu phương pháp tính phụ tải tính tốn 2.2 Tính tốn phụ tải chiếu sáng 10 2.2.1 Phương pháp tính toán chiếu sáng .10 2.3.2 Tính chiếu sáng cho hộ A .15 2.2.3 Tính tốn phụ tải chiếu sáng tầng 1, tầng 22 2.2.4 Tính tốn chiếu sáng tầng hầm 29 2.2.5 Tính toán chiếu sáng hành lang, sảnh tầng 29 2.3 Xác định phụ tải tính tốn .36 2.3.1 Lựa chọn phương án cung cấp điện .36 2.3.2 Hệ thống thang máy 36 2.3.3 Hệ thống bơm nước .37 2.3.4 Xác định phụ tải tính tốn hộ điền hình 38 2.3.5 Phụ tải tính tốn tầng 39 2.3.6 Phụ tải tính tốn tòa nhà 43 2.4 Phân loại phụ tải .45 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN .47 3.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp 47 3.2 Các phương án cấp điện 48 v 3.2.1 Phương án chọn máy biến áp 48 3.2.2 Lựa chọn phương án tối ưu 50 3.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện 52 3.3.1 Các phương án cấp điện 52 3.3.2 Chọn cáp từ TPP trung tâm lên TPP tầng 54 3.3.3 Chi phí quy đổi phương án .57 3.4 Phương án cấp điện chi tiết 61 3.5 Tính tốn bù cơng suất phản kháng 62 CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐIỆN .64 4.1 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn .64 4.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 64 4.2.1 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng hầm 1, tương tự cho tủ điện tầng hầm 67 4.2.2 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng hầm 68 4.2.3 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tầng 68 4.2.4 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tầng 69 4.2.5 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng đơn nguyên (tương tự với tầng ÷ tầng 19) 70 4.2.6 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng 20 đơn nguyên (tương tự với tầng 21 ÷ tầng 30) 70 4.2.7 Lựa chọn dây dẫn cấp nguồn cho thang máy .70 4.2.8 Lựa chọn dây dẫn cấp nguồn cho hệ thống máy bơm 71 4.2.9 Lựa chọn dây dẫn cấp nguồn cho chiếu sáng trời 72 4.2.10 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng đến hộ A (tương tự với hộ B, C, D, E, F, G, M) 72 4.2.11 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối trung tâm đến tủ điện tầng đến hộ H (tương tự với hộ K, L) .72 4.2.12 Chọn tiết diện dây dẫn từ bảng điện hộ đến thiết bị điện pha 73 4.3 Tính tốn lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ .73 4.3.1 Tính chọn máy cắt MBA .73 vi 4.3.2 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng hầm (tương tự với tủ điện tầng hầm 2) 73 4.3.3 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng hầm 74 4.3.4 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng 74 4.3.5 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng 75 4.3.6 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng đơn nguyên (tương tự với tầng ÷ tầng 19) 76 4.3.7 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng 20 đơn nguyên (tương tự với tầng 21 ÷ tầng 30) .77 4.3.8 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho thang máy 77 4.3.9 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho máy bơm sinh hoạt78 4.3.10 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho máy bơm chữa cháy 78 4.3.11 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện chiếu sáng trời 79 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT 80 5.1 Hệ thống nối đất .80 5.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất 80 5.1.2 Nối đất bảo vệ .80 5.1.3 Tính tốn nối đất 81 5.2 Chống sét 82 5.2.1 Hiện tượng sét .82 5.2.2 Hậu phóng điện sét 84 5.2.3.Tính tốn chống sét 84 PHẦN B: CÁC BẢN VẼ 89 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO .91 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hệ số đồng thời tủ phân phối theo số mạch 10 Bảng 2.2 Độ rọi nhỏ bề mặt làm việc sử dụng hệ thống chiếu sáng nhân tạo chung nhà nhà công cộng 13 Bảng 2.3 Hệ số mát ánh sáng 14 Bảng 2.4 Bảng thống kê thông số loại đèn sử dụng tòa nhà 15 Bảng 2.5 Hệ số yêu cầu Kyc thang máy cơng trình nhà 37 Bảng 2.6 Số liệu kỹ thuật máy bơm .38 Bảng 2.7 Hệ số yêu cầu Kyc nhóm phụ tải bơm nước, thơng gió 38 Bảng 2.8 Phụ tải tính tốn cho hộ điển hình A, B, C, D, E, F, G, M .39 Bảng 2.9 Phụ tải tính tốn cho hộ điển hình H, K, L .39 Bảng 2.10 Phụ tải tính toán tầng hầm 1, tầng hầm 40 Bảng 2.11 Phụ tải tính tốn tầng hầm 40 Bảng 2.12 Phụ tải tính tốn tủ điện TĐ-ĐN1-T1 40 Bảng 2.13 Phụ tải tính tốn tủ điện TĐ-ĐN2-T1 41 Bảng 2.14 Phụ tải tính tốn tủ điện TĐ-ĐN1-T2 41 Bảng 2.15 Phụ tải tính tốn tủ điện TĐ-ĐN2-T2 41 Bảng 2.16 Phụ tải tính toán tầng đơn nguyên 42 Bảng 2.17 Phụ tải tính tốn tầng 20 đơn nguyên 42 Bảng 2.18 Phụ tải tính tốn chiếu sáng ngồi nhà 43 Bảng 2.19 Phụ tải tính tốn tòa nhà 43 Bảng 3.1 So sánh tiêu kinh tế phương án 52 Bảng 3.2 Thông số cáp Cu/XLPE/PVC(4x50) mm2 + (1x35)mm2 55 Bảng 3.3 Bảng chọn tiết diện dây dẫn phương án 55 Bảng 3.4 Thông số cáp đồng Cu/XLPE/PVC(3x300)mm2 +(1x185)mm2 56 Bảng 3.5 Bảng chọn tiết diện cáp phương án 56 Bảng 3.6 Bảng tính tốn tởn thất phương án .58 Bảng 3.7 Bảng kết tính tốn tởn thất cho đường dây phương án 59 Bảng 3.8 So sánh phương án .61 Bảng 3.9 Bảng tính bù cơng suất phản kháng .63 viii Bảng 4.1 Quy định mặt cắt ruột dây dẫn nhỏ lưới điện nhà .65 Bảng 4.2 Hệ số hiệu chỉnh K1 nhiệt độ môi trường chế tạo môi trường đặt dây tra - trang 207 Giáo trình Cung Cấp Điện – Ngơ Hồng Quang .66 Bảng 4.3 Hệ số K2 số dây cáp đặt rãnh - trang 208 Giáo trình Cung Cấp Điện – Ngơ Hồng Quang 66 Bảng 4.4 Dòng điện lâu dài cho phép dây dẫn hạ áp ruột đồng bọc cao su PVC 67 Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng hầm 74 Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng hầm 74 Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng đơn nguyên .75 Bảng 4.8 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng đơn nguyên .75 Bảng 4.9 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng đơn nguyên .76 Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng đơn nguyên 76 Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng 77 Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng 20 77 Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho thang máy 78 Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho máy bơm sinh hoạt 78 Bảng 4.15 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho máy bơm chữa cháy 79 Bảng 4.16 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện chiếu sáng trời 79 Bảng 5.1 So sánh hệ thống đầu thu sét công nghệ tiên tiến phát xạ sớm với hệ thống chống sét cổ điển 84 ix � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 4.3.7 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện tầng 20 đơn nguyên (tương tự với tầng 21 ÷ tầng 30) Dòng điện tính toán tầng 20 : Ptt 63,72 I tt  = = 113,9(A) 3.U.cosφ 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện tầng 20 Kiểu Loại Số cực Iđm Uđm 225AF ABL 203a 150A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: k hc Icp =0,94.0,8.215=161,68(A) 1,25.I�mA 1,25.150 = =125(A) 1,5 1,5 � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 4.3.8 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho thang máy Dòng điện tính tốn thang máy : Ptt 75 I tt  = = 134,06(A) 3.U.cosφ 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 4.13 Thơng số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho thang máy Kiểu Loại Số cực Iđm Uđm 225AF ABL 203a 150A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: k hc Icp =0,94.0,8.270= 203,04(A) 1,25.I�mA 1,25.150 = =125(A) 1,5 1,5 74 � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 4.3.9 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho máy bơm sinh hoạt Dòng điện tính tốn thang máy : Ptt 67,5 I tt = = =120,65(A) 3.U.cosφ 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho máy bơm sinh hoạt Kiểu Loại Số cực Iđm Uđm 225AF ABL 203a 150A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: k hc Icp =0,94.0,8.215=161,68(A) 1,25.I�mA 1,25.150 = =125(A) 1,5 1,5 � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 4.3.10 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện cấp nguồn cho máy bơm chữa cháy Dòng điện tính toán thang máy : Ptt 183 I tt = = = 327,11(A) 3.U.cosφ 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.2 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 4.15 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện cấp nguồn cho máy bơm chữa cháy Kiểu Loại Số cực Iđm Uđm 800AF ABH 403a 350A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: k hc Icp =0,94.0,8.510= 383,85(A) 1,25.I�mA 1,25.350 = = 291,67 (A) 1,5 1,5 75 � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 4.3.11 Tính chọn aptomat tổng cho tủ điện chiếu sáng ngồi trời Dòng điện tính tốn tủ chiếu sáng trời : Ptt 13,56 I tt = = = 24,24(A) 3.U.cosφ 3.0,38.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 4.16 Thông số kỹ thuật aptomat tổng tủ điện chiếu sáng trời Kiểu Loại Số cực Iđm Uđm 100AF ABH 103a 40A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: k hc Icp =0,94.0,8.100= 75,2(A) 1,25.I�mA 1,25.30 = = 33,33(A) 1,5 1,5 � k hc Icp  1, 25.I�mA (Thỏa mãn điều kiện) 1,5 76 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT 5.1 Hệ thống nối đất 5.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho người người tiếp xúc với thiết bị bị chạm vỏ cách giảm điện áp vỏ thiết bị xuống trị số an toàn Chú ý: Ở ta hiểu chạm vỏ tượng pha bị hỏng cách điện có tiếp xúc điện với vỏ thiết bị Ý nghĩa: tạo vỏ thiết bị đất mạch điện có điện dẫn lớn làm giảm phân lượng dòng điện qua người (nói cách khác giảm điện áp vỏ thiết bị) đến trị số an toàn người chạm vào vỏ thiết bị bị chạm vỏ 5.1.2 Nối đất bảo vệ Khi cách điện phận mang điện bị hư hỏng, bị chọc thủng, phần kim loại thiết bị điện hay máy móc khác thường trước khơng có điện mang hồn tồn điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, người bị tổn thương dòng điện gây nên Mục đích nối đất để đảm bảo an toàn cho người lúc chạm vào phận có mang điện áp Vì nối đất để giảm điện áp đất phận kim loại thiết bị điện đến trị số an toàn người Như nối đất chủ định nối điện phận thiết bị mang điện với hệ thống nối đất Hệ thống nối đất bao gồm nối đất dây dẫn để nối đất Ngoài nối đất để đảm bảo an tồn cho người có loại nối đất với mục đích xác định chế độ làm việc thiết bị điện Loại nối đất gọi nối đất làm việc Ví dụ nối đất trung tính máy biến áp, máy phát điện, nối đất chống sét để bảo vệ chống điện áp, chống sét đánh trực tiếp Nối đất riêng lẻ cho thiết bị điện không hợp lý nguy hiểm có chạm đất hai điểm tạo nên hiệu nguy hiểm phần nối đất thiết bị Vì cần thiết phải nối chung lại thành hệ thống nối đất (trừ thu lơi đứng riêng lẻ) 77 5.1.3 Tính tốn nối đất Như biết điện trở nối đất cho phép trạm điện có cơng suất > 100 kVA Rtđ ≤ 4Ω Do khơng có hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo Rnt = Rtđ ≤ 4Ω Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép mạ đồng đường kính 16mm, dài 2,4 m chôn sâu 1m Các cọc chôn cách m nối với dây đồng M240 Các nối chôn sâu cách mặt đất h = 0,8 m Ta có điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa xác định theo biểu thức: R Coc  k m 0 � 2.l 4h tb  l � ln  ln � � 2..l � d 4h tb  l � m Với: k hệ số thay đổi điện trở suất đất theo mùa, tra 3.5, trang 37 giáo m trình an tồn điện – Quyền Huy Ánh chọn k = 1,4 l - chiều dài cọc, l = 240 (cm) d -đường kính cọc, d= 1,6 (cm) o o ρ - điện trở suất đất, ρ = 0,4.10 (cm) l 240  200 (cm) Chiều sâu trung bình cọc: h tb  h   80  2 Điện trở nối đất bằng: 1, 4.0, 4.104 � 2.240 4.200  240 � R Coc  ln  ln  22,34() 2.3,14.240 � 4.200  240 � � 1,6 � Số lượng cọc sơ là: n R Coc 22,34   5,59 , chọn n =6 cọc R nt 78 Ta chọn n = với tỉ số a   2,08 l 2, Tra Bảng 3.8 Hệ số sử dụng c cọc chôn thẳng đứng th thanh/dây nối cọc, trang 42 – Giáo trình An tồn điện, Quyền Huy Ánh; ta xác định được: c = 0,77 hệ số sử dụng cọc d = 0,83 hệ số sử dụng Điện trở tản cọc là: R 'Coc = R Coc 22,34 = = 4,84()  c n 0,77.6 Điện trở dây nối nằm ngang: k  2.ld2 R d = m ln 2.ld Dd h d m Với: k hệ số thay đổi điện trở suất đất theo mùa, tra 3.5, trang 37 giáo m trình An tồn điện – Quyền Huy Ánh chọn k = 1,4 o o ρ - điện trở suất đất, ρ = 0,4.10 (cm) d l = 5*5 = 25 (m) = 2500 (cm) chiều dài tạo nên dây nối d 2 D = 240 (mm ) = 2,4 (cm ) - đường kính dây nối Khi đó: Rd = 1,4.0,4.104 2.25002 ln = 3,4(Ω) 2.3,14.2500 2,4.80 Điện trở tản nối: R 'd = Rd 3, = = 4,1() d 0,83 Vậy điện trở nối đất hệ thống là: 79 R HT = R 'Coc R d' R 'Coc + R d' = 4,84.4,1 = 2, 22() < R yc = 4() (thỏa mãn) 4,09 + 4,1 Vậy số cọc cần n = cọc 5.2 Chống sét 5.2.1 Hiện tượng sét - Sét phóng tia lửa điện khơng khí với khoảng cách phóng điện lớn, sét hình thành đám mây với đám mây với đất - Các q trình hình thành sét: + Phân bố điện tích giơng: phân lử nước bị phân ly thành ion dương âm, điện tích dương tách riêng đưa lên phía đỉnh đám mây điện tích âm tách đưa phía đám mây + Q trình phát triển tia tiền đạo: Ban đầu từ đám mây giông xuất phát dải sáng mờ kéo dài đợt gián đoạn phía mặt đất với tốc độ trung bình khoảng 105 - 106 m/s, giai đoạn phóng tiên đạo đợt Ở tòa nhà cao tầng, cột điện… điện tích dương tập trung nhiều điện trường tăng cao xuất tia tiên đạo lên đám mây giơng + Hình thành kênh dẫn sét: Khi khoảng cách tia tiên đạo xuống tia tiên đạo lên đạt khoảng cách gọi khoảng cách phóng điện D, tia tiên đạo xuống tia tiên đạo lên hình thành bước nhảy kênh dẫn sét hình thành, điện tích dương mặt đất lên trung hồ điện tích âm đám mây Sự trung hoà làm thay đổi trung tâm điện tích đám mây sét lại phóng xuống đất theo kênh dẫn điện hình thành Đây phóng điện lặp lại Phân bố điện tích đám mây Quá trình phát triển Hình thành kênh dẫn sét tia tiên đạo Hình 5.1 Quá trình hình thành sét 80 Đặc điểm: - Khi bắt đầu phóng điện, Umây -mây Umây -đất ≈ triệu V, - Isét ~ chục ngàn ampe đến hàng trăm ngàn ampe, - Imax = 200 kA ÷ 300 kA - Năng lượng sét phóng điện lớn phá hoại cơng trình, thiết bị, nhà cửa, gây chết người súc vật, Để bảo vệ chống sét người ta sử dụng hệ thống chống sét cột thu lôi lưới chống sét 5.2.2 Hậu phóng điện sét + Dòng điện sét có nhiệt độ lớn, phóng vào vật dễ cháy, gây phát sinh cháy, đặc biệt kho nhiên liệu, vật dễ nổ + Làm hư hỏng độ bền học (cơng trình gỗ, tre nứa bị hư hỏng hoàn toàn, gạch đá bị thiệt hại đáng kể, bê tơng cốt thép thiệt hại gây giảm tuổi thọ) + Các đường dây tải điện khơng bị sét đánh gây sóng q điện áp, truyền vào trạm phá hủy thiết bị trạm + Gây điện áp cảm ứng lên vật dẫn (cảm ứng tĩnh điện, cảm ứng từ.) có phóng điện sét gần Điện áp lên đến hàng chục kV nguy hiểm 5.2.3.Tính tốn chống sét Có loại hệ thống chống sét bản: - Hệ thống chống sét thụ động (cổ điển) Ngun tắc: Bao phủ cơng trình kiến trúc mạng lưới gồm ống kim loại, dẫn xuống vùng rộng lớn đất Nó khơng làm tăng thêm khả phóng điện xảy khu vực cần bảo vệ phương pháp chủ động - Hệ thống chống sét chủ động (cấp tiến) Ngun tắc: Dùng thu lơi phóng trực tiếp luồng ion phía đám mây, làm tăng thêm khả phóng điện xảy đám mây Bảng 5.1 So sánh hệ thống đầu thu sét công nghệ tiên tiến phát xạ sớm với hệ thống chống sét cổ điển TT So sánh Thiết kế Hệ thống đầu thu sét công nghệ Hệ thống kim thu sét cổ tiên tiến điển Franklin Dựa công nghệ Dựa thiết kế năm 1752 81 Năm 1985 nhận sáng chế HELITA-CNRS Sử dụng công nghệ đại phát xung điện cao để thu hút Công nghệ bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống chế tạo từ đám mây dông (chủ động dẫn sét) - Thường cần đầu thu sét cho công trình Thích hợp với với cơng trình đặc biệt khu nhà chung cư cao tầng thiết kế đại với trang thiết bị đắt tiền Cấu tạo - Tạo cho kiến trúc cơng trình có lắp đặt thẩm mỹ - Dễ dàng lắp đặt thời gian ngắn, không gây thấm dột mái sau đưa cơng trình vào sử dụng - Rất dễ bảo trì Franklin Bị động xung sét gây nhiều hiệu ứng phụ - Cần nhiều kim khoảng cách từ 5-10m Chỉ thích hợp cho khu nhà dân dụng thấp tầng - Gây cho kiến trúc cơng trình khơng có thẩm mỹ - Tốn thời gian, lắp đặt khó khăn dễ gây thấm dột cho mái phải đôc để đặt nhiều cọc đỡ dây sét - Khó bảo trì Độ an toàn thấp vùng Độ an toàn cao vùng bảo vệ bảo vệ thấp Chỉ có khả rộng lớn (có bán kính bảo vệ Độ an tồn bảo vệ cho ngơi rộng) nhà lắp đặt hệ thống Bảo vệ cho vùng lân cận chống sét - Chống sét đánh trực tiếp có - Chỉ chống sét đánh hiệu tốt cho tồ nhà cao trực tiếp, có hiệu tốt ốc, kho bạc, ngân hàng, trạm viễn nhà có chiều cao từ Đối tượng thơng, khu chăn ni, đài phát 15-20m bảo vệ sóng, kho xăng dầu, khí đốt - Những nơi có thiết - Những nơi trang bị bị điện, điện tử khơng có thiết bị điện tử đại có giá trị giá trị lớn lớn, kho chứa tiền Qua khảo sát thực tế, cơng trình khơng nằm vùng bảo vệ chống sét cơng trình khác nên cần tính tốn hệ thống chống sét riêng cho cơng trình Với ưu điểm vượt trội hệ thống chống sét chủ động, cơng trình sử dụng thiết bị chống sét phát tia tiên đạo Trong cơng trình ta sử dụng đầu thu sét phát tia tiên đạo PULSAR hãng HELITA- Pháp Đầu thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo PULSAR hệ thống chống sét trực tiếp tiên tiến giới với chứng nhận quyền phát minh sáng chế năm 1985 Hệ thống chống sét PULSAR gồm phận chính: + Đầu thu sét PULSAR 82 Đầu thu sét PULSAR nhận lượng cần thiết khí để tích trữ điện tích bầu hình trụ PULSAR thu lượng từ vùng điện trường xung quanh thời gian giông bão khoảng từ 10 tới 20.000 V/m Đường dẫn chủ động bắt đầu điện trường xung quanh vượt giá trị cực bảo đảm nguy sét đánh nhỏ Phát tín hiệu có hiệu điện cao với biên độ, tần số định tạo đường dẫn sét chủ động phía đồng thời làm giảm điện tích xung quanh đầu thu sét tức cho phép giảm thời gian yêu cầu phát đường dẫn sét chủ động phía liên tục Điều khiển giải phóng ion thời điểm: thiết bị ion hóa cho phép ion phát khoảng thời gian ngắn thời điểm thích hợp đặc biệt, vài phần giây trước có phóng điện sét, đảm bảo dẫn sét kịp thời, xác an tồn PULSAR thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, khơng gây tiếng động, tác động vòng vài µs trước có dòng sét thực đánh xuống có hiệu thời gian lâu dài Đầu thu sét đặt vị trí cao cơng trình cột tháp có bán kính bảo vệ tính theo cơng thức sau đây: R p =  h(2D - h  + L(2D + L)) Trong đó: Rp: bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt PULSAR h: chiều cao đầu thu sét PULSAR bề mặt bảo vệ D: chiều cao ảo tăng thêm chủ động phát xung theo tiêu chuẩn cấp bảo vệ Chọn đầu thu sét sét PULSAR18 có chiều dài 2m khối thép không gỉ siêu bền Kết cấu PULSAR liên kết với ghép nối inox dài 3m Thay vào công thức với giá trị thông số sau: - h = 5m - D = 60m - ΔL = 106.ΔT (đường dẫn chủ động) - ΔT PULSAR18 = 18µs =18.10-6 s Bán kính bảo vệ là: 83 R p =  5(2.60 -  + 10 18.10 (2.60 +10 18.10 -6 -6 )) = 55 (m) Vậy chung cư lắp đặt hai kim thu sét PULSAR18 có bán kính bảo vệ Rbv = 55 m, bố trí mái hai đơn nguyên để đảm bảo an toàn + Cáp đồng dẫn sét Mỗi kim thu sét có cáp dẫn sét Cu/PVC/1Cx70mm2 kết nối xuống hệ thống nối đất chống sét Đảm bảo khả dẫn sét nhanh chóng an tồn cho cơng trình Cách 1,5m có kẹp định vị cáp thoát sét +Hệ thống nối đất chống sét Tương tự nối đất hệ thống,ta có điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa xác định sau: Điện trở nối đất bằng: 1, 4.0, 4.104 � 2.240 4.200  240 � R Coc  ln  ln  22,34() 2.3,14.240 � 4.200  240 � � 1,6 � Số lượng cọc sơ là: n Ta chọn n = với tỉ số R Coc 22,34   2, 234 , chọn n = cọc R nt 10 a   2,08 l 2, Tra Bảng 3.8 Hệ số sử dụng c cọc chôn thẳng đứng th thanh/dây nối cọc, trang 42, Giáo trình An tồn điện – Quyền Huy Ánh, ta xác định được: c = 0,86 hệ số sử dụng cọc d = 0,92 hệ số sử dụng Điện trở tản cọc là: R 'Coc = R Coc 22,34 = = 8,66()  c n 0,86.3 Điện trở dây nối nằm ngang: k m r0 2.ld2 Rd = ln 2.ld Dd h d 84 m Với: k hệ số thay đổi điện trở suất đất theo mùa, tra 3.5, trang 37 giáo m trình An tồn điện – Quyền Huy Ánh chọn k = 1,4 o o ρ - điện trở suất đất, ρ = 0,4.10 (cm) d l = 2*5 = 10 (m) = 1000 (cm) chiều dài tạo nên dây nối d D = 240 (mm) = 2,4 (cm) - đường kính dây nối Khi đó: 1, 4.0, 4.104 2.10002 Rd = ln  5,98() 2.3,14.1000 2, 4.80 Điện trở tản nối: R 'd = R d 5,98 = = 6,5() d 0,92 Vậy điện trở nối đất hệ thống là: R HT = R 'Coc R d' R 'Coc + R d' = 8,66.6,5 = 3, 7() < R yc = 10 () (Thỏa mãn) 8, 66 + 6,5 Vậy số cọc cần n = cọc Với chiều dài nối 10m R HT = 3,7 Ω < 10 Ω (theo tiêu chuẩn chống sét TCVN 9385:2012 hệ thống đạt yêu cầu) 85 PHẦN B: CÁC BẢN VẼ 10 11 12 13 14 15 16 Bản vẽ cấp điện động lực, điện chiếu sáng hộ Bản vẽ cấp điện điều hòa, thống kê thiết bị hộ Sơ đồ nguyên lý tủ điện tổng thể Sơ đồ nguyên lý tủ điện hộ Mặt thang máng tủ điện tầng Mặt băng cấp điện nhà Chi tiết tủ điện Chi tiết lắp đặt máng cáp Chi tiết lắp đặt thang cáp Chi tiết lắp đặt đèn, công tắc, ổ cắm Chi tiết phòng kỹ thuật Mặt bố trí đèn chiếu sáng tầng Mặt chiếu sáng nhà Mặt tiếp địa tầng Mặt đứng chống sét Bảng thống kê khối lượng 86 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tài liệu thực đề tài cung cấp điện, hướng dẫn thầy giáo Th.S Phạm Hoàng Nam, em hoàn thành đồ án tiến độ quy định Trong trình nghiên cứu thực đồ án em thực công việc sau: - Giới thiệu tổng quan cung cấp điện tồ nhà - Nghiên cứu tính tốn hệ thống điện tòa nhà cao tầng, từ tổng hợp xây dựng phương án cung cấp điện hợp lý cho chung cư cao tầng cụ thể - Thực thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện, sơ đồ dây, tính chọn thiết bị điện - Thực tính tốn thiết kế hệ thống nối đất an toàn hệ thống nối đất chống sét thực lựa chọn kim thu sét bảo vệ tòa nhà Mặc dù có nhiều cố gắng trình thực đề tài, song kiến thức hạn chế, kinh nghiệm thực tế nghề nghiệp chưa nhiều Do đó, việc lựa chọn phương án, phương pháp tính chọn thiết bị chưa hợp lý để có phương án tối ưu nhất, tiết kiệm thời gian thi công, nguyên vật liệu 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Quy chuẩn Việt Nam QCVN 12:2014/BXD, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hệ thống điện nhà nhà công cộng Quyền Huy Ánh, Cung cấp điện, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2010 Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Nguyễn Ngọc Mỹ, Thiết bị hệ thống chiếu sáng, NXB Giáo dục, 2008 TCVN 9206:2012, Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng - tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9207:2012, Đặt đường dẫn nhà công trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế Ngơ Hồng Quang, Cung cấp điện, NXB Giáo dục, 2007 Quy phạm trang bị điện, 2006 Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 Quyền Huy Ánh, An toàn điện, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2005 10 TCVN 9385:2012, Chống sét cho cơng trình xây dựng - hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống 11 Nguồn internet: www.webdien.com www.ebook.edu.vn 88 ... sáng: + Chiếu sáng chung: Chiếu sáng tồn diện tích cần chiếu sáng cách bố trí ánh sáng đồng để tạo nên độ rọi đồng tồn diện tích cần chiếu 10 sáng + Chiếu sáng riêng biệt hay cục bộ: Chiếu sáng... Phải có độ rọi đồng + Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày + Phải tạo ánh sáng theo yêu cầu khu vực - Nhiệm vụ: + Lựa chọn phương pháp tính tốn chiếu sáng + Lựa chọn nguồn sáng cho đối tượng... Trong nhà máy, xí nghiệp hay cơng trình cao ốc nào, ánh sáng tự nhiên (ánh sáng trời) phải dùng ánh sáng nhân tạo (do nguồn sáng tạo ra) - Các yêu cầu cần thiết thiết kế chiếu sáng: + Khơng bị