Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà vincom plaza 78 trần phú sử dụng các phần mềm CAD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ VINCOM PLAZA 78 TRẦN PHÚ SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CAD Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Xuân Huy Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Hiệp Mã số sinh viên: 57130750 KHÁNH HÒA – 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ VINCOM PLAZA 78 TRẦN PHÚ SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CAD GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy SVTH: Lê Xuân Hiệp MSSV: 57130750 Khánh Hịa, tháng 07/2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan số liệu kết tìm hiểu nghiên cứu đồ án tốt nghiệp hoàn toàn trung thực chưa để bảo vệ khóa luận Mọi việc giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn trích dẫn nguồn gốc rõ ràng phép công bố Nếu có số liệu tính tốn chép từ người khác xin chịu trách nhiệm nội dung đồ án tốt nghiệp Nha Trang, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Lê Xuân Hiệp I LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn khoa Điện – Điện tử trường Đại học Nha Trang lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm dạy dỗ bảo tận tình thầy cô khoa suốt năm học vừa qua giúp em tích lũy nhiều kiến thức quý báu trước hịa nhập với xã hội, mơi trường bên Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.S Nguyễn Xuân Huy quan tâm bảo tận tình giúp em hồn thành đồ án tốt nghiệp thời gian qua Thầy người định hướng bước ban đầu trình làm đồ án, người giúp em giải vấn đề khó khăn q trình thực nghiên cứu tìm hiểu, thầy ln ln theo sát, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn Thầy Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, hạng chế kiến thức nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Em kính mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em bổ sung kiến thức cho thân mình, phục vụ tốt cho cơng việc làm thực tế bên ngồi Cuối em xin cảm ơn anh chị trước, chia kinh nghiệm kiến thức bổ ích giúp đỡ em trình thực đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Lê Xuân Hiệp II TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Vincom Plaza 78 Trần Phú sử dụng phần mềm CAD” với mục đích đề tài tìm hiểu nắm vững kiến thức học kinh nghiệm vốn có thân để thực đề tài Trong với phát triển cơng nghệ thơng tin nay, thị trường có vô số phần mềm CAD hỗ trợ cho dân thiết kế chuyên nghiệp cho kỹ sư, kiến trúc sư chuyên viên thiết kế khác Trong tương lai CAD công cụ phát triển mạnh ứng dụng rộng rãi đến người dân thiết kế, kể dân thiết kế không chuyên nghiệp Do đó, em muốn thực đề tài Nội dung đồ án trình bày chương sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thiết kế chiếu sáng Chương 3: Xác định cơng suất tính tốn cho tòa nhà Chương 4: Chọn phương án cung cấp điện Chương 5: Lựa chọn phần tử sơ đồ cung cấp điện Chương 6: Bù nâng cao hệ số công suất Chương 7: Thiết kế chống sét nối đất III MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG .ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x LỜI MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 3.1 Lý thuyết 3.2 Thực tiễn Các đề tài tham khảo Giá trị đề tài Tiêu chuẩn áp dụng CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.4 Tổng quan tòa nhà 1.4.1 Thông tin dự án 1.4.2 Quy mô dự án thiết kế CHƯƠNG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 10 2.1 Các bước kế chiếu sáng .10 2.1.1 Nghiên cứu đối tượng chiếu sáng 10 2.1.2 Chọn hệ chiếu sáng .10 2.1.3 Lựa chọn độ cao treo đèn 10 2.1.4 Xác định thơng số tính tốn 11 2.2 Thiết kế chiếu sáng cho tòa nhà .12 2.2.1 Thiết kế chiếu sáng phương pháp thủ công 12 2.2.2 Thiết kế chiếu sáng phần mềm Dialux 29 IV CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT TÍNH TỐN CHO TỊA NHÀ 43 3.1 Mục đích tính phụ tải tính tốn .43 3.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 43 3.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số sử dụng hệ số đồng thời 43 3.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 44 3.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm .44 3.2 Tính tốn cơng suất phụ tải cho cơng trình 45 3.2.1 Tính tốn phụ tải cho khối TTTM 45 3.2.2 Tính tốn phụ tải cho khối hộ 53 3.2.3 Tính tốn cơng suất tủ điện thang máy 61 3.2.4 Tính tốn cơng suất tủ điện thang 63 3.2.5 Tính tốn cơng suất tủ điện tầng 65 CHƯƠNG CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 69 4.1 Tổng quan phương án cung cấp điện 69 4.2 Chọn phương án cung cấp điện 69 4.2.1 Sơ đồ hình tia 70 4.2.2 Sơ đồ dạng phân nhánh .71 4.3 Lựa chọn phương án cung cấp điện 71 CHƯƠNG LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN 73 5.1 Chọn máy biến áp cho tòa nhà 73 5.1.1 Tổng quan 73 5.1.2 Chọn công suất máy biến áp 73 5.1.3 Chọn công suất máy phát điện dự phòng 79 5.2 Chọn dây dẫn .80 5.2.1 Phương pháp lựa chọn dây dẫn 80 5.2.2 Lựa chọn dây dẫn .82 5.3 Chọn CB bảo vệ 92 5.3.1 Tính tổng trở mạng điện 92 5.3.2 Tính tốn dịng ngắn mạch 95 5.3.2 Chọn CB bảo vệ 99 V 5.4 Phần mềm thiết kế mạng điện tự động Ecodial 102 5.4.1 Tổng quan phần mềm Ecodial 102 5.4.2 Ứng dụng phần mềm Ecodial thiết kế tủ điện cho tịa nhà 103 CHƯƠNG BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT .107 6.1 Đặt vấn đề 107 6.2.2 Hệ số công suất trung bình 108 6.2.3 Hệ số công suất tự nhiên 108 6.3 Các phương pháp bù công suất 108 6.3.1 Phương pháp bù tự nhiên 108 6.3.2 Bù nhân tạo .109 6.3.3 Vị trí lắp đặt tụ bù 110 6.4 Tính tốn dung lượng bù 111 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 113 7.1 Tổng quan sét 113 7.1.1 Bản chất dông sét 113 7.1.2 Phương pháp chống sét sử dụng đầu thu sét tia tiên đạo sớm ESE 113 7.1.3 Tính tốn chống sét cho tòa nhà 114 7.2 Tính tốn cọc tiếp địa chống sét .116 7.2.1 Nối đất chống sét .116 7.2.2 Tính tốn hệ thống nối đất cho tòa nhà 116 7.3 Thiết kế nối đất phần mềm GEM .117 7.3.1 Thông tin phần mềm GEM 117 7.3.2 Sử dụng phần mềm GEM để tính tốn hệ thống nối đất chống sét .118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO .123 PHỤ LỤC 124 VI DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí dự án Hình 1.2 Khu TTTM tịa nhà Vincom Plaza Hình 1.3 Tồn cảnh tịa nhà Vincom Plaza .6 Hình 1.4 Mặt ngồi TTTM tòa nhà Vincom Plaza Hình 1.5 Mặt cắt đứng tịa nhà Vincom Plaza Hình 1.6 Điển hình hộ phịng ngủ Hình 1.7 Điển hình hộ phịng ngủ Hình 1.8 Điển hình mặt hộ .9 Hình 2.1 Led Tube T8 120/20W 13 Hình 2.2 Bóng đèn Led Tube T8 120/18W 28 Hình 2.3 Giao diện khởi động phần mềm Dialux 29 Hình 2.4 Giao diện sau khởi động phần mềm Dialux 4.13 .30 Hình 2.5 Biểu tượng phần mềm Dialux 4.13 31 Hình 2.6 Giao diện phần mềm sau khởi động 32 Hình 2.7 Giao diện phần mềm sau tạo dự án 32 Hình 2.8 Giao diện chọn vẽ 2D DWG vào Dialux 33 Hình 2.9 Giao diện sau chọn Load vẽ 33 Hình 2.10 Giao diện kích chọn file vẽ 2D DWG 34 Hình 2.11 Giao diện kích chọn file vẽ 2D DWG 34 Hình 2.12 Giao diện sau phần mềm Load vẽ xong 35 Hình 2.13 Giao diện sau phần mềm Load vẽ xong 35 Hình 2.14 Các tùy chọn chỉnh sửa mặt thiết kế 36 Hình 2.15 Chọn cơng cụ vẽ đường bao quanh mặt 36 Hình 2.16 Kẽ đường bao quanh mặt .37 Hình 2.17 Thiết lập hệ số mát ánh sáng LLF 37 Hình 2.18 Thiết lập hệ số phản xạ trần, tường, sàn .38 Hình 2.19 Chọn khối Cube tương ứng với mặt 38 Hình 2.20 Tiến hành chọn loại đèn .39 Hình 2.21 Chọn kiểu bố trí đèn .39 Hình 2.21 Thông số lắp đặt cho tiêu chuẩn chiếu sáng 40 Hình 2.22 Chọn chiều cao bề mặt làm việc 40 VII Hình 2.23 Kết tính tốn 41 Hình 2.24 Chi tiết xuất kết tính tốn .41 Hình 4.1 Sơ đồ hình tia 70 Hình 4.2 Sơ đồ phân nhánh 71 Hình 2.3 Sở đồ mạng hỗn hợp .72 Hình 5.1 Máy biến áp pha khô 77 Hình 5.2 Máy phát điện MTU .79 Hình 5.3 Biểu tượng phần mềm 103 Hình 5.4 Hình ảnh phần mềm khởi động 103 Hình 5.5 Khởi tạo dự án 104 Hình 5.6 Thiết lập thông số cho dự án 104 Hình 5.8 Nhập thơng số mạch 105 Hình 5.9 Kết tính tốn 106 Hình 5.10 Xuất kết tính tốn .106 Hình 6.1 Tụ bù khô MIKRO 3P 50 kVAR 112 Hình 7.1 Tra bán kính bảo vệ kim ESE hãng NIMBUS .115 Hình 7.2 Chọn ngơn ngữ .118 Hình 7.3 Màn hình làm việc GEM 118 Hình 7.4 Lựa chọn phương thức nối đất 119 Hình 7.5 Kết tính tốn hệ thống cọc nối đất 120 Hình 7.6 Kết tính tốn hệ thống cáp nối cọc 121 VIII 6.3.2.2 Phương pháp Phương pháp áp dụng phổ biến có ưu điểm xác, đơn giản, hiệu cách tính tốn dung lượng cần bù Ta có cơng thức: Q bu = Ptt (tgφ1 − tgφ2 )α (kVAR) (6.2) Trong đó: Ptt: Phụ tải tính tốn hộ tiêu thụ điện (kW) 𝜑1 : Góc ứng với hệ số cơng suất trung bình (Cos𝜑1 ) trước bù 𝜑2 : Góc ứng với hệ số công suất (Cos𝜑2 ) muốn đạt sau bù α = Hệ số xét tới khả nâng cao Cos𝜑 biện pháp không địi hỏi đặt thiết bị bù 6.3.3 Vị trí lắp đặt tụ bù 6.3.3.1 Đặt bù tập trung Áp dụng tải ổn định liên tuc Nguyên lý: Bộ tụ đấu vào hạ áp tủ phân phối phải đóng thời gian tải hoạt động Ưu điểm: Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu, làm nhẹ tải cho máy biến áp có khả phát triển thêm phụ tải càn thiết Nhược điểm: Dòng điện phản kháng tiếp tục vào tất lộ tủ phân phối mạng hạ Vì thế, tiết diện dây dẫn, công suất tổn hao dây khơng cải thiện 6.3.3.2 Đặt tụ bù thành nhóm Nên sử dụng mạng điện lớn chế độ tải tiêu thụ theo thời gian phân đoạn thay đổi khác Nguyên lý: Bộ tụ đấu vào tủ phân phối khu vực Hiệu bù phân đoạn mang lại cho dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối đến tủ phân phối khu vực có đặt tụ thể rõ 110 Ưu điêm: Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu, kích thước dây cáp đến tủ phân phối khu vực giảm với tiết diện, dây tăng thêm phụ tải cho tủ phân phối khu vực Như vậy, tổn hao đường dây cáp giảm Nhược điểm: Dòng điện phản kháng tiếp tục vào tất dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối khu vực Vì kích thước dây dẫn cơng suất tổn hao dây dẫn đoạn dây dẫn không cải thiện với chế độ bù phân đoạn Khi có thay đổi đáng kể tải, luôn tồn nguy bù thừa kèm theo tượng điện áp 6.3.3.3 Đặt tụ bù riêng cho phụ tải lớn Nên xét đến công suất động tương đối lớn so với công suất mạng điện Cách mắc: Bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối thiết bị dùng điện có tính cảm (chủ yếu động cơ) Bù riêng nên xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện Bộ tụ định mức (kVAR) khoảng 25% giá trị công suất (kW) động Bù bổ sung đầu nguồn điện mang lại hiệu tốt Ưu điểm: - Giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Giảm kích thước tổn hao dây dẫn tất dây dẫn - Các dòng điện phản kháng có giá trị lớn khơng tồn mạng điện Qua vị trí lắp đặt tụ bù trình bày trên, ta chọn cách lắp đặt tụ bù đặt tù bù tập trung với ưu điểm tiết kiệm chi phí, dễ dàng vận hành, bão dưỡng 6.4 Tính tốn dung lượng bù Qua phân tích phương pháp trên, ta chọn phương pháp để tính chọn dung lượng bù Ta có thơng số sau: Hệ số cơng suất trung bình trước bù 𝐶𝑜𝑠𝜑1 = 0.8 => 𝑡𝑔𝜑1 = 0.75 Hệ số công suất muốn bù bù 𝐶𝑜𝑠𝜑2 = 0.95 => 𝑡𝑔𝜑2 = 0.33 Với α = 1, lựa chọn cách lắp đặt bù tập trung  Dung lượng cần bù cho hệ thống cấp điện TTTM: 111 Ta có cơng thức: 𝑄𝑏𝑢 = 𝑃𝑡𝑡 (𝑡𝑔𝜑1 − 𝑡𝑔𝜑2 )𝛼 = 1947.20 ∗ (0.75 − 0.33) ∗ = 817.82(𝑘𝑉𝐴𝑅) Ta chọn 17 tụ bù khô MIKRO 3P 440V-50Hz, dung lượng tụ bù 50 (kVAR)  Dung lượng cần bù cho hệ thống cấp điện điều hịa: Ta có cơng thức: 𝑄𝑏𝑢 = 𝑃𝑡𝑡 (𝑡𝑔𝜑1 − 𝑡𝑔𝜑2 )𝛼 = 1432 ∗ (0.75 − 0.33) ∗ = 601.44(𝑘𝑉𝐴𝑅) Ta chọn 13 tụ bù khô MIKRO 3P 440V-50Hz, dung lượng tụ bù 50 (kVAR)  Dung lượng cần bù cho hệ thống cấp điện hộ khách sạn: Ta có cơng thức: 𝑄𝑏𝑢 = 𝑃𝑡𝑡 (𝑡𝑔𝜑1 − 𝑡𝑔𝜑2 )𝛼 = 2561.71 ∗ (0.75 − 0.33) ∗ = 1100(𝑘𝑉𝐴𝑅) Ta chọn 22 tụ bù khô MIKRO 3P 440V-50Hz, dung lượng tụ bù 50 (kVAR) Hình 6.1 Tụ bù khơ MIKRO 3P 50 kVAR Ta chọn loại tụ bù khô với: - Ưu điểm: nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ dễ lắp đặt, thay thế, chiếm diện tích tủ điện - Nhược điểm: Dung lượng tụ bù 2.5 KVAR đến 50 KVAR thích hợp sử dụng cho mạng điện chất lượng điện tương đối tốt 112 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 7.1 Tổng quan sét 7.1.1 Bản chất dông sét Sét tượng phóng điện có tia lửa điện xảy tầng đối lưu khí kèm theo tiếng nổ chói tai tiếng sấm rền vang Sét xảy tích điện đám mây dơng Sở dĩ có tích điện đám mây dơng mặt trời nung nóng mặt đất, làm cho khơng khí ẩm chỗ nóng lên tạo dịng khơng khí nóng ẩm bốc mạnh lên cao với tốc độ 120m/h Hơi nước khơng khí nóng ẩm bay lên với tốc độ lớn, cọ sát với với khơng khí gây q trình tích điện đám mây Điện tích dương với khơng khí gây q trình tích điện đám mây Điện tích “+” nhẹ đẩy lên đỉnh đám mây, điện tích âm “-” nặng nên lắng xuống chân đám mây Đám mây dông có chiều cao từ 8-12km, khối điện tích dương nằm độ cao 6-10km, khối điện tích âm nằm độ cao 2-5km, chân đám mây dông độ cao 1km Đơi có vùng nhỏ điện tích dương nằm đáy đám mây dơng Chính mà có nơi, có lúc xuất sét mang tính cực dương, cịn thơng thường sét mang tính cực âm Do đám mây dơng mang điện tích nên cảm ứng xuống mặt đất điện tích ngược dấu với nó, tạo mây đất trường tĩnh điện Khi điện chân mây dông mặt đất đạt đến giá trị 3.106 V/m bắt đầu hình thành đánh xun khơng khí để xuống đất Cường độ dòng xung sét biến đổi từ 2-250 kA, thông thường 30 kA trở xuống Trải qua hai kỷ, người bổ xung phát minh loại mơ hình chống sét đại, tối ưu, có khả bảo vệ chống sét phạm vi bán kính rộng cần lắp cột chống sét Hiện nay, nước giới áp dụng phương pháp sử dụng đầu thu sét phát tia tiên đạo sớm ESE 7.1.2 Phương pháp chống sét sử dụng đầu thu sét tia tiên đạo sớm ESE Kim phóng điện ESE (Early Streamer Emission) nghiên cứu phát triển từ năm 1985 Nguyên lý kim phóng điện sớm tạo tia phóng điện lên sớm điểm khu vực bảo vệ, từ tạo nên điểm chuẩn để sét đánh vào kiểm soát đường dẫn sét bảo vệ cơng trình 113 Đầu thu sét với kim phóng điện sớm tạo đường dẫn sét phía sớm khoảng thời gian ∆T so với kim thu sét thông thường xác định qua biểu thức: ∆T = TSR − TESE (7.1) Trong đó: ∆T: thời gian phóng điện sớm phụ thuộc vào loại đầu kim, chiều cao cơng trình mức bảo vệ TSR : thời gian tạo đường dẫn sét phía kim thu sét thông thường TESE : thời gian tạo đường dẫn sét phía kim phóng điện sớm ESE Do đầu thu sét phóng điện sớm ESE tạo đường dẫn tiên đạo sớm khoảng thời gian ∆T nên tạo độ lợi khoảng cách ∆L so với kim thu sét thông thường: ∆L = V ∆T (7.2) Trong đó: ∆𝐿: độ lợi khoảng cách (m) V: tốc độ phát triển tia tiên đạo lên, thường 1.1 (m/µs) ∆T: thời gian phóng điện sớm (µs) 7.1.3 Tính tốn chống sét cho tịa nhà 7.1.3.1 Tiêu chuẩn áp dụng  Tiêu chuẩn áp dụng “NF C 17-102” 9/2011  Bán kính cần bảo vệ cho tịa nhà Rp = 57.55 (m)  Chọn cấp độ cần bảo vệ, cấp độ II (theo tiêu chuẩn NF C 17-102, với cơng trình có người làm việc thường xun, đơng người nhiều thiết bị điện  Ta có biểu thức tính tốn cho bán kính bảo vệ cho đầu thu sét, theo tiêu chuẩn NF C 17-102 R p = √h(2D − h) + ∆L(2D + ∆L) (h ≥ 5m) Trong đó: Rp: Bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt kim thu sét (m) h: Chiều cao cột thu sét bề mặt bảo vệ (m) 114 (7.3) D: Khoảng cách phóng điện, khoảng cách tăng thêm chủ động phát xung theo tiểu chuẩn cấp bảo vệ dựa vào tiêu chuẩn NFC 17-102 9/2011 (m) + 20 (m) cho cấp bảo vệ I + 30 (m) cho cấp bảo vệ II + 45 (m) cho cấp bảo vệ III + 60 (m) cho cấp bảo vệ IV ∆T: Thời gian phát tia tiên đạo thực nghiệm, ∆T ≤ 60 (µs), đầu kim nhà sản xuất ∆T > 60 μs, áp dụng theo tiêu chuẩn NF C 17-102 lấy 60 µs ∆L:Khoảng cách phóng tia tiên đạo, ∆L = 106 ∆T (m) Bảng 7.1 Cấp độ bảo vệ chống sét D (Cấp độ bảo vệ) Ei (khả bảo vệ) R (Bán kính bảo vệ) I (kA) IV 84% 60 15.7 III 91% 45 10.1 II 97% 30 5.4 I 99% 20 2.9 7.1.3.2 Tính tốn chống sét cho tịa nhà Hình 7.1 Tra bán kính bảo vệ kim ESE hãng NIMBUS Thông yêu cầu đề cập trên, ta chọn kim NIMBUS 45 với bán kính bảo vệ 71 (m), độ cao cột (m), thời gian phát tia tiên đạo 45 (µs) để bảo vệ chống sét cho tịa nhà  Kiểm tra lại: 𝑅𝑝 = √ℎ(2𝐷 − ℎ) + ∆𝐿(2𝐷 + ∆𝐿) (h ≥ 5m) 115 = √5(2 ∗ 30 − 5) + 106 ∗ 45 ∗ 10−6 (2 ∗ 30 + 106 ∗ 45 ∗ 10−6 ) = 71 (𝑚) Như kim thu sét NIMBUS 45 bảo vệ hồn tồn cho tịa nhà 7.2 Tính tốn cọc tiếp địa chống sét 7.2.1 Nối đất chống sét 7.2.1.1 Khái niệm Sét, sau thu bắt đánh vào điểm chuẩn, cần phải tản nhanh xuống đất cách an tồn, nghĩa khơng gây hiệu ứng phóng điện q trình tản sét không gây nhiễu điện từ cho thiết bị vùng bảo vệ Bất kỳ hệ thống chống sét đánh trực tiếp dù trang bị đầu thu sét đại, cáp sét chống nhiễu khơng phát huy tác dụng hệ thống nối đất tồi Hệ thống nối đất tốt hệ thống có tổng trở nối đất đủ nhỏ 7.2.1.2 Các loại nối đất 7.2.1.2.1 Nối đất tự nhiên Nối đất tự nhiên trang thiết bị nối đất sử dụng ống dẫn nước chôn ngầm đất hay ống kim loại khác đặt đất, kết cấu kim loại cơng trình nhà cửa có nối đất, vỏ bọc kim loại cơng trình nhà cửa có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất Tuy nhiên, nhằm tăng mức độ trữ an toàn trang thiết bị nối đất tự nhiên không kiểm tra chặt chẽ chất lượng nên nối đất tự nhiên coi nối đất bổ sung nối đất 7.2.1.2.2 Nối đất nhân tạo Nối đất nhân tạo sử dụng để đảm bảo giá trị điện trở nối đất nằm giới hạn cho phép ổn định thời gian dài 7.2.2 Tính tốn hệ thống nối đất cho tòa nhà Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 10Ω theo TCXDVN 46-2007 Tòa nhà xây dựng đất ven biển, nên mang tính chất ẩm ướt, tra bảng 3.4 trang 49 giáo trình An Tồn Điện – PGS.TS Quyền Huy Ánh ta có điện trở suất đất 𝜌 = 20 − 100(Ωm), cho mùa mưa mùa khô Chọn hệ thống cọc nối đất cọc thép mạ đồng bao gồm cọc dài L = 2.5m, đường kính cọc d = 20 mm, đóng xuống đất cách mặt đất h = 2m, cách a = 5m 116  Điện trở nối đất cọc là: ρ 4L 2h + L )∗ ln ( 2πL 1.36 ∗ d 4h + L 100 ∗ 2.5 ∗ + 2.5 ) = ln ( ∗ = 18.80 Ω 2π ∗ 2.5 1.36 ∗ 20 ∗ 10−3 ∗ + 2.5 rc = Với số cọc 7, tỷ số a/l=4/2.5=1.6 Từ bảng 3.8 trang 58 giáo trình An Tồn Điện Quyền Huy Ánh, ta tra hệ số sử dụng 𝜂𝑐 𝜂𝑡ℎ 0.77 0.83  Điện trở hệ thống cọc là: 𝑅𝑐 = 𝑟𝑐 18.80 = = 3.48 Ω 𝑛 𝜂𝑐 ∗ 0.77 Chọn cáp nối cọc cáp đồng trần tiết điện 50 mm2 có d = 8mm, chiều dài cáp nối cọc Lt = 30m  Điện trở dây cáp đồng với chiều dài 30m, chôn sâu 2m là: 𝑟𝑡 = 𝜌 4𝐿𝑡 100 ∗ 30 [ln ( ) − 1] = [ln ( ) − 1] = 6.21Ω 𝜋𝐿𝑡 𝜋 ∗ 30 √ℎ 𝑑 √2 ∗ ∗ 10−3 Điện trở với nth = 0.83 𝑅𝑡ℎ = 𝑟𝑡 6.21 = = 7.48 Ω 𝜂𝑡ℎ 0.83  Điện trở nối đất toàn hệ thống là: 𝑅𝐻𝑇 = 𝑅𝑐 𝑅𝑡ℎ 3.48 ∗ 7.48 = = 2.37 < 10 Ω 𝑅𝑐 + 𝑅𝑡ℎ 3.48 + 7.48 7.3 Thiết kế nối đất phần mềm GEM 7.3.1 Thông tin phần mềm GEM  Chức năng: Phần mềm tính tốn điện trở nối đất kết hợp với việc dùng hóa chất GEM để giảm điện trở nối đất Phần mềm tính toán số lượng GEM cần thiết sử dụng giới thiệu cách nối đất với điện cực nằm ngang hay thẳng đứng  Giới hạn: Cách tính tốn đơn giản, cần nhập tham số điện trở suất đất, số lượng cọc cách nối đất cho thiết bị Phần mềm tự động tính toán giá trị điện trở nối đất (nhưng gần đúng) 117 7.3.2 Sử dụng phần mềm GEM để tính toán hệ thống nối đất chống sét  Bước1: Khởi động phần mềm GEM hình Desktop - Xuất hộp thoại để chọn ngôn ngữ, ta chọn ngơn ngữ English (tiếng anh) Hình 7.2 Chọn ngơn ngữ - Màn hình làm việc xuất Hình 7.3 Màn hình làm việc GEM 118  Bước2: Tính tốn nối đất chống sét - Để tính tốn nối đất hệ thống chống sét, nhấp chuột vào phần “GEM Calculator” Giao diện GEM Calculator - Hộp thoại lựa chọn phương thức nối đất Hình 7.4 Lựa chọn phương thức nối đất - Với trường hợp không sử dụng hóa chất GEM, nhấp chuột vào mục “Multiple Ground Rods in a Lines (without GEM)” Màn hình tính toán xuất Nhấp chuột vào Metric phần Units Sau đó, nhập số liệu sau:  Resistivity of Soil (điện trở suất tính tốn đất): 100 (Ωm)  Length of Ground Rod (chiều dài cọc nối đất): 2.5 (m)  Diameter of Ground Rod (đường kính cọc nối đất): (cm)  Spacing between Rods (khoảng cách hai cọc kề nhau): (m)  Number of Rods (số cọc nối đất): 119 Hình 7.5 Kết tính tốn hệ thống cọc nối đất - Sau nhấp chọn vào mục Calculate  Ta có kết hệ thống cọc nối đất Rc = 6.821 Ω - Trở lại giao diện GEM Calculator cách nhấp chuột vào Menu, sau nhấp chuột vào mục “Bare Ground Wire in a Line” (Without GEM) Giao diện tính tốn điện trở nối đất hệ thống dây nối cọc ra, nhập số liệu sau:  Resistivity of Soil (điện trở suất tính tốn đất): 100 Ωm  Length of Wire (chiều dài cáp nối đất): 30 m  Diameter of Wire (đường kính cáp nối cọc): 0.8 cm  Depth of Wire (chiều sâu chôn cáp): m 120 Hình 7.6 Kết tính tốn hệ thống cáp nối cọc - Nhấp vào mục Calculate  Ta có kết Rth = 5.477 Ω  Vậy điện trở nối đất hệ thống là: R HT = R c R th 6.82 ∗ 5.47 = = 3.03 Ω < 10 Ω (đạt yêu cầu) R C + R th 6.82 + 5.47 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khoảng thời gian hoàn thành đề tài nghiên cứu “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Vincom Plaza 78 Trần Phú sử dụng phần mềm CAD” Em nhận đạt yêu cầu đề thu lại kết sau: - Hiểu rõ có nhìn tổng quan hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng - Củng cố lại kiến thức học cung cấp điện, khí cụ điện, thiết bị điện,… học năm học vừa qua - Sử dụng phần mềm Dialux để tính tốn chiếu sáng cho tòa nhà - Sử dụng phần mềm Ecodial để tính tốn hệ thống điện cho tịa nhà - Sử dụng phần mềm Gem để tính tốn hệ thống nối đất chống sét cho cơng trình - Sử dụng phần mềm Exell để hỗ trợ tính tốn thiết kế - Áp dụng tiêu chuẩn hành Việt nam tiêu chuẩn IEC đem vào tính tốn thiết kế cho tòa nhà, đạt yêu cầu kinh tế kỹ thuật đề - Biết cách trình bày văn thuyết minh thiết kế bố cục rõ ràng Qua thời gian nghiên cứu vừa qua, dù cố gắng hồn thành báo cáo với tiêu chí đề đạt yêu cầu nội dung nghiên cứu đề tài, kiến thức cịn hạng chế, thời gian có hạng nên kính mong nhận lời góp ý từ thầy bạn để đề tài hồn chỉnh hơn, giúp bổ sung kiến thức cho sau làm mơi trường bên ngồi  Hướng phát triển đề tài: - Nghiên cứu hướng phát triển ứng dụng cơng nghệ quản lý tịa nhà – Building Managament System để quản lý hệ thống điện tòa nhà cách chuyên nghiệp hiệu - Tìm hiểu nghiên cứu hệ liên quan tới hệ điện: Hệ HVAC, hệ thống thơng gió, hệ thống Chiller, hệ cấp nước, hệ PCCC,… - Tìm hiểu phần mềm Revit để kết hợp với phần mềm Autocad để ứng dụng vào thực tiễn việc dụng khối 3D 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình Cung cấp điện, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2008 [2] PGS.TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình CAD Kỹ thuật điện, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2008 [3] PGS.TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình An toàn điện, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007 [4] Nguyễn Cơng Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch, Giáo trình cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [5] Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương – Phan Thị Thu Vân, Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2013 [6] Schneider Electric, Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [7] Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0.4 đến 500 kV, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 [8] Các tiêu chuẩn thiết kế hành Việt Nam IEC [9] Catologue, dây, cáp thiết bị điện Hãng [10] Các nguồn khác từ Internet 123 PHỤ LỤC Bản vẽ kiến trúc tòa nhà Bản vẽ cấp điện chiếu sáng tòa nhà Bản vẽ cấp điện chiếu sáng cố tòa nhà Bản vẽ cấp điện phụ tải TTTM khu hộ Sơ đồ nguyên lý tủ điện tòa nhà Dữ liệu tính tốn thống kê phần mềm Excell Dữ liệu tính tốn phần mềm Ecodial Dữ liệu tính tốn phần mềm Dialux Các tiêu chuẩn áp dụng 124 ... tin dự án hệ thống cung cấp điện tịa nhà, để có nhìn thực tế lý thuyết để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Các đề tài tham khảo ? ?Thiết kế hệ thống điện cơng trình cho tòa nhà Empire... HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ VINCOM PLAZA 78 TRẦN PHÚ SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CAD GVHD: Th.S Nguyễn... nêu trên, nên em chọn đề tài ? ?Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Vincom Plaza Trần Phú Nha Trang sử dụng phần mềm CAD? ?? với mong muốn đem kiến thức học nhà trường suốt năm qua kinh nghiệm