Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống điện chung cư Vạn Thái

Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHUNG CƯ VẠN THÁI 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1.1 Những yêu cầu chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phần tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn kinh tế Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện với chất lượng nằm phạm vi cho phép Trong trình thiết kế điện, phương án lựa chọn coi hợp lý thỏa mãn yêu cầu: Tính khả thi cao - Vốn đầu tư nhỏ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải Chi phí vận hành hàng năm thấp Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm giới hạn cho phép so với định mức Ngoài ra, thiết kế cung cấp điện cần ý tới yêu cầu phát triển phụ tải tương lai, giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt tính mỹ quan cơng trình 1.1.2 Các bước thực cung cấp điện: Các bước công việc thiết kế cung cấp điện cho chung cư bao gồm: - Thiết kế chiếu sáng cho toàn chung cư phần mềm Dialux Xác định phụ tải tính tốn cho tồn chung cư Tính tốn chọn máy biến áp, dung lượng tụ bù nguồn điện dự phịng Chọn dây dẫn, Circuit Breaker (CB) Tính tốn ngắn mạch sụt áp cho tất thiết bị Chọn sơ đồ an tồn cho chung cư Tính tốn chống sét, nối đất chống sét nối đất an toàn 1.2 TỔNG QUAN VỀ CHUNG CƯ VẠN THÁI: Chung cư Vạn Thái Công ty cổ phần – dịch vụ xây dựng kinh doanh nhà Vạn Thái làm chủ đầu tư với tổng diện tích thiết kế theo mơ hình chung cư cao cấp trang bị tiện nghi, đại theo tiêu chuẩn quốc tế SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Vị trí: chung cư tọa lạc 292 Tạ Quang Bửu, phường 4, quận 8, thành phố Hồ Chí Minh Chung cư Vạn Thái có block: Block A, Block B, Block C Em xin tính cung cấp điện cho Block C Block C chia làm Block nhỏ Block C1 Block C2 Do thiết kế block nên ta tính cung cấp điện chiếu sang cho block C1 gồm có:      Tầng hầm: gồm bãi đỗ xe (2 bánh bánh) Tầng lửng: gồm hộ C6 hộ C7 Tầng block C1: sảnh, phòng cộng đồng, khu thương mại – dịch vụ Tầng block C2: sảnh, phòng cộng đồng, phòng giữ trẻ Tầng đến tầng 16: tầng gồm hộ C1, hộ C2, hộ C3, hộ C4  Tầng 17 18: tầng gồm hộ C2, hộ C4, hộ C5  Tầng sân thượng  Tầng mái Các thiết bị tiêu thụ điện chung cư: Các thiết bị chiếu sáng: bao gồm chiếu sáng nơi công cộng (tầng hầm, hành lang, cầu thang, thang máy), chiếu sáng cho sinh hoạt chung chiếu sáng cho hộ gia đình Động : thang máy, bơm cấp nước sinh hoạt, bơm chữa cháy, bơm xử lý nước thải, bơm tăng áp, quạt hút tầng hầm, tủ thang máy, quạt điều áp cầu thang Các thiết bị điện cho hộ gia đình : máy lạnh, máy nước nóng, quạt hút , đèn… 1.3 NHỮNG YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐIỆN VÀ PHƯƠNG ÁN PHÂN PHỐI ĐIỆN CHO CHUNG CƯ VẠN THÁI: 1.3.1 Những yêu cầu chất lượng điện: Chung cư Vạn Thái chung cư cao cấp, tầng phải có đầy đủ tiện nghi sinh hoạt phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng điện người dân sống chung cư Việc cung cấp điện phải liên tục, tránh tình trạng gián đoạn Nếu có cố hay điện phải giải cách nhanh chóng để thời gian điện giảm xuống mức tối thiểu Việc cung cấp điện đòi hỏi yêu cầu sau : a) Độ tin cậy cung cấp điện: SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Là khả cung cấp điện liên tục cho thiết bị điện, độ tin cậy phụ thuộc vào tính chất quan trọng loại thiết bị cần phải hoạt động liên tục điện khu vực bị đảm bảo an toàn cho hoạt động thiết bị chung cư động cơ, đèn… b) Chất lượng điện năng: Chất lượng điện đánh giá qua hai tiêu: tần số f điện áp U Tần số : Do trung tâm điều độ điều khiển có hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MVA) quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện - Điện áp : vấn đề cần phải quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành tuổi thọ thiết bị Vì phải ln đảm bảo điện áp dao động khoảng ±5% xung quanh điện áp Uđm c) An tồn cung cấp điện: - Phải có biện pháp đảm bảo an toàn cho người thiết bị Vì vậy, phải chọn sơ đồ thiết kế cung cấp điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành Chọn thiết bị phải chọn chủng loại, công suất Người sử dụng phải chấp hành quy định an toàn sử dụng điện d) Kinh tế: Khi đánh giá so sánh phương án thiết kế cung cấp điện, tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật đảm bảo, để đưa phương án tối ưu Ngoài yêu cầu trên, tùy theo điều kiện cụ thể địi hỏi phải có nhu cầu riêng Đối với chung cư ta phải thiết kế cung cấp cho vừa có tính an tồn cao đồng thời phải có tính thẩm mỹ, văn minh đại 1.3.2 Phân phối hệ thống điện cho chung cư: Nguồn điện chủ yếu cho chung cư nguồn điện lưới quốc gia, ngồi cịn có thêm nguồn máy phát dự phòng, để thuận tiện cho việc cung cấp điện liên tục ta gắn thêm ATS để việc cung cấp điện không bị gián đoạn Nguồn điện lực để cấp điện cho khối cơng trình, khơng có nguồn dự phịng cho hộ xảy cố Các tủ điện tổng dùng loại vỏ tole dày 2mm sơn tĩnh điện Lắp đèn báo pha, Volt kế, Ampe kế, biến dòng, đảo dòng, đảo điện cho Ampe kế, ngắt điện tự động SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Nguồn máy phát để cấp điện cho khối công cộng: Trang bị máy phát dự phòng với điện áp định mức 380V đặt phòng máy phát tầng hầm cấp nguồn Sự cố cho chung cư thông qua tủ ATS lúc nguồn bị cố, gián đoạn Phương án cáp theo sơ đồ hình tia, cáp phân phối: - - Ở khu vực có dịng làm việc lớn trục phân phối điện cho tịa nhà ta dùng Busway để dẫn điện Sau sử dụng cáp dây dẫn để phân phối điện đến hộ tiêu thụ, đến thiết bị dùng điện Cáp đến công tắc, thiết bị, ổ cắm vào ống nhựa cứng chống cháy có : Chiều cao phân bố thiết bị: - Bảng điện, công tắc cách sàn 1.35m Ổ cắm cách sàn 0.35 m Đèn tường cách sàn từ 2.5m – 2.8m Các hộp bảng cách điện cách sàn 1.35m tính đến đáy tủ Nối đất bảng điện, nối đất thiết bị SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Chương 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG Ngày vấn đề thiết kế chiếu sáng không đơn cung cấp đủ ánh sáng để đạt độ sáng theo u cầu mà cịn mang tính chất mỹ quan tinh tế Trong nhà máy, xí nghiệp hay cơng trình cao ốc nào, ngồi ánh sáng tự nhiên phải dùng nguồn sáng nhân tạo Phổ biến dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo chiếu sáng đèn điện có ưu điểm sau: thiết bị đơn giản, sử dụng dể dàng, giá thành rẻ, tạo ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên, dễ dàng tạo màu sắc theo ý muốn Các yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho chung cư cao cấp Vạn Thái : - Không bị lóa mắt - Khơng lóa phản xạ - Khơng có bóng - Phải có độ rọi đồng - Phải tạo ánh sáng giống ban ngày - Phải tạo ánh sang theo yêu cầu khu vực Nhiệm vụ : - Lựa chọn phương pháp tính tốn chiếu sáng - Lựa chọn nguồn sáng cho đối tượng chung cư - Xác định độ rọi cho phòng chung cư (Etc) - Xác định số lượng đèn, cách phân bố đèn khu vực - Chọn dây dẫn, CB, sơ đồ dây dẫn hệ thống chiếu sáng - Tổng kết chiếu sáng toàn chung cư 2.1.1 Các dạng chiếu sáng a) Chiếu sáng chung : Chiếu sáng toàn diện tích cần chiếu sáng cách bố trí ánh sáng đồng để tạo nên độ rọi đồng tồn diện tích cần chiếu sáng b) Chiếu sáng riêng biệt hay cục : Chiếu sáng nơi nơi cần có độ rọi cao làm việc hay chiếu sáng nơi mà chiếu sáng chung không tạo đủ độ rọi cần thiết c) Các chế độ làm việc hệ thống chiếu sáng: Khi chiếu sáng ổn định ta có chiếu sáng làm việc : dùng để đảm bảo làm việc, hoạt động bình thường người phương tiện vận chuyển khơng có thiếu ánh sáng tự nhiên SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Khi điện xảy hỏa hoạn ta có chiếu sáng cố (sử dụng nguồn máy phát dự phịng): tạo mơi trường ánh sáng an toàn trường hợp điện Độ rọi chiếu sáng cố lối thoát hiểm, hành lang, cầu thang không nhỏ lux Ở lối bên ngồi nhà khơng nhỏ lux Độ rọi đèn tình khẩn cấp xảy thời gian để hồn tất việc di tản Hệ thống chiếu sáng cố làm việc đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc hệ thống phải tự động đưa vào làm việc hệ thống chiếu sáng bình thường gặp cố điện 2.1.2 Chọn độ rọi: Khi chọn độ rọi cần ý yếu tố sau : - Kích thước vật cần phân biệt nhìn - Độ tương phản vật - Khi độ chói vật khác ít, độ tương phản nhỏ (khoảng 0.2) - Khi độ chói vật khác mức trung bình, độ tương phản trung bình( từ 0.2- 0.5) - Khi độ chói vật khác rõ rệt, độ tương phản lớn (khoảng 0.5) - Mức độ sáng : + Nền xem tối hệ số phản xạ 0.3 Khi xác định tiêu chuẩn độ rọi tính tốn chiếu sáng cần phải lấy theo số thang độ rọi 2.1.3 Các yếu tố chính để phân chia thiết bị chiếu sáng: Gồm có tỉ số quang thơng phát phía nửa cầu tồn số quang thông thiết bị chiếu sáng hệ số hình dạng đường phối quang a) Hiệu suất Hiệu suất đèn 𝜂𝑏ộ đè𝑛 = Φ𝑏ộ đè𝑛 Φđè𝑛 Với Φ𝑏ộ đè𝑛 – quang thông đèn (TBCS) Φđè𝑛 – quang thơng bóng đèn b) Các cấp đèn SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Bộ đèn cấp A đến J thuộc nhóm đèn chiếu sáng trực tiếp Bộ đèn cấp K đến N thuộc nhóm đèn chiếu sáng bán trực tiếp Bộ đèn cấp O đến S thuộc nhóm đèn chiếu sáng hỗn hợp Bộ đèn cấp T thuộc nhóm đèn chiếu sáng gián tiếp c) Các hệ số kích thước và hệ số sử dụng quang thông Cần xác định hệ số kích thước phịng, hệ số phản xạ bề mặt 𝑎𝑏 phân bố đèn: K= ℎ𝑡𝑡 (𝑎+𝑏) Hệ số sử dụng quang thông đèn: tỉ số quang thông rơi bề Φ mặt chiếu sáng quang thông đèn: U = 𝑙𝑣 Φđè𝑛 2.1.4 Các nguồn sáng: ta giới thiệu số loại đèn sử dụng nhà có hiệu suất phát sáng cao a) Đèn huỳnh quang: Là đèn phóng điện thủy ngân áp suất thấp Đó ống thủy tinh có tráng lớp bột huỳnh quang phía Hai đầu đèn có hai điện cực volfram quấn hình lị xo phủ lớp oxit để tăng khả xạ hạt electron Trong đèn nạp vài giọt thủy ngân lượng khí trơ để tăng tuổi thọ đèn tăng xác suất va đập nguyên tử thủy ngân Các ưu điểm : - Hiệu suất phát sáng cao (60÷110lm/W), tuổi thọ lý thuyết vào khoảng 7000÷24000 giờ; - Dùng để chiếu sáng nơi cần độ sáng cao - Có nhiều loại màu sắc để lựa chọn (nhiệt độ màu Tm=2800 đến 6500K); - Độ chói nhỏ (L= 5000÷ 8000 cd/m2) Các nhược điểm: - Có loại cơng suất khác nhau, kích thước lớn, khơng thể chuyển đèn làm việc với dòng điện xoay chiều sang chiều - Cần thiết bị phụ - Ở nơi treo cao, ánh sáng chiếu xuống khơng đủ; - Kích thước bóng đèn phụ thuộc vào điện áp cơng suất, cơng suất lớn kích thước bóng đèn lớn - Khó làm việc nơi nóng hay lạnh; - Quang thông dao động giảm sút nhiều cuối tuổi thọ (đến 60%) b) Đèn huỳnh quang compact: Là đèn tiết kiệm lượng điện, Compact Fluorenscent Lamp (CFL hay CF) Đèn thay trực tiếp đèn nung sáng mà không cần thay đuôi đèn SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Các ưu điểm : - Nhỏ gọn - Kiểu dáng đẹp - Vận hành linh hoạt - Khi có bóng bị hư hỏng khơng gây cố nguồn sáng đèn huỳnh quang - Bảo trì, thay dễ dàng - Quang hiệu lớn (H= 20÷90lm/W) so với đèn nung sáng (H= 5÷20lm/W) - Tuổi thọ cao (T= 8000÷15000 giờ) - Khả tiết kiệm lượng điện cao c) Đèn Metal Halide (đèn Halogen kim loại): Trong đèn, khí trơ (neon, argon) cịn có thêm kim loại cột phóng điện thủy ngân Sự phóng điện xảy hỗn hợp thủy ngân halogen áp suất thấp iodua natri tali Ưu điểm : - Quang hiệu cao (68÷105 lm/W) Chỉ số màu cao Ánh sáng trắng thích hợp sử dụng khu thương mại 4000÷6000K) Điều chỉnh ánh sáng xác so với đèn thủy ngân cao áp (Tm= Nhược điểm : - Tuổi thọ ngắn so với thủy ngân cao áp (7500÷20000 giờ) Thời gian khởi động đèn lâu (5÷7 phút) Đèn khởi động lại sau đèn nguội (4÷12 phút ) Giảm nhiệt độ màu trình sử dụng Đèn sử dụng để chiếu sáng tượng đài, thể thao… d) Đèn LED (Light Emitting Diode) Đèn có kích thước nhỏ để trì nhiệt độ áp suất, làm thủy tinh alumin, thạch anh bị ăn mòn Natri Ống đặt bóng hình trứng hay hình ống có xốy Ở nhiệt độ 1000oC, Natri phát vạch phổ nhìn thấy,do ánh sáng trắng hơn, có màu trắng ấm, nhiệt độ màu 2000÷2500K Ưu điểm : - Hiệu suất phát sáng cao SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương - Có khả tiết kiệm điện cao ( 90% so với đèn sợi đốt 50% so với bóng đèn compact) - Chất lượng ánh sáng phù hợp cho không gian khu thương mại văn phòng ( nhiệt độ màu 3200k – 6500k) - Không bị nhấp nháy bật tắt - Tuổi thọ lớn (5000 giờ) - Ít tỏa nhiệt - Độ bền cao, an toàn, thân thiện với môi trường Nhược điểm: - Chất lượng loại đèn LED thị trường khác - Giá thành cao 2.2 SƠ LƯỢC CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG Hiện có nhiều phương pháp tính tốn chiếu sáng sử dụng, nhìn chung có phương pháp dùng chủ yếu : 2.2.1 Phương pháp công suất riêng: Phương pháp gần đúng, áp dụng đối tượng không quan trọng, để ước lượng công suất hệ thống chiếu sáng Mật đọ cơng suất: Priêng = Trong Etc k.∆E KΦ H ( 𝑊 𝑚 2) ∆E = 𝐸𝑡𝑏 𝐸𝑚𝑖𝑛 H: quang hiệu đèn k: hệ số dự trữ K Φ : hệ số sử dụng quang thông S: diện tích phịng (m2) Tổng cơng suất : Ptổng = Priêng S Số đèn : Nbộ đèn= Ptổng Pbộ đèn 2.2.2 Phương pháp điểm: Áp dụng phịng có dạng hình bất kỳ, có hai loại nguồn sáng trở lên  Nguồn sáng điểm đối xứng trịn xoay: Cho tổng quang thơng đèn đèn 1000lm, độ rọi gọi độ rọi quy ước E1000 SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Để tính quang thơng cơng suất đèn với nguồn sáng điểm ta có cơng thức: Φcác bóng/1 đèn= 1000.Etc k μ.∑ E1000 Trong : Etc: giá trị độ rọi nhỏ theo tiêu chuẩn(lx) k : hệ số dự trữ ∑ E1000 : tổng giá trị độ rọi điểm tính tốn đèn có quang thơng nguồn sáng Φ=1000 lm μ : hệ số tính đến tác động đèn xa phản xạ nhiều lần quang thơng (1.1÷1.2)  Nguồn sáng dài : Mật độ quang thông dãy đèn cho 1000 lm/m độ cao htt=1m Quang thông dãy đèn xác định: Φdãy = 1000.Etc k.htt μ.∑ E1000 (lm/m) Xác định độ rọi tìm mật độ quang thông dãy đèn: E= Φ′dãy μ.∑ ε1000 1000.k.htt Trong : ∑ ε1000 : tổng giá trị độ rọi tương đối điểm tính tốn đèn có mật độ quang thơng dãy Φ= 1000lm/m htt=1m htt : độ cao treo đèn so với mặt phẳng tính tốn (m) 2.2.3 Phương pháp hệ số sử dụng: Thiết kế chiếu sáng cho phịng có dạng khối hình hộp có kích thước dài a (m), rộng b (m), cao h (m) Chỉ số địa điểm: K= ab htt (a+b) Tính htt: htt= H-( hlv+h’) Tỷ số treo đèn: SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 10 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Thiết kế lắp đặt mạng lấy nguồn sau biến áp cách ly đặc biệt đảm bảo mức cách điện mạng theo yêu cầu an toàn, thực nối đẳng vỏ thiết bị Ngoài ra, sử dụng vận hành thiết bị điện, bất cẩn, cách điện số nước qui định bắt buộc sử dụng biện pháp bảo vệ phụ nơi có nguy chạm điện cao, ví dụ ổ cắm có Iđm≥ 30A (U≤1000V) nơi ẩm ướt phòng tắm, thiết bị điện di động Biện pháp bảo vệ phụ thực qua thiết bị chống dòng rò RCD (Residual Current Device) đầu nguồn vào - Sơ đồ nguyên lý RCD cấu tạo như: - Sơ cấp gồm dây pha dây trung tính Thứ cấp quấn mạch từ Đầu cuộn thứ đưa vào mạch khuếch công suất đầu đủ tác động mở tiếp điểm thiết bị cắt nguồn P N Mạch từ hình xuyến Cơ cấu tác động Hình 7.1: Minh họa hoạt động thiết bị chống dòng rò RCD - - Khi làm việc bình thường: Ip= -In Do đó: Is= Ip+In= Khơng có dịng cảm ứng phía thứ cấp biến dịng hình xuyến, RCD khơng tác động Khi có người sờ tay vào dây pha: I’p= Itải+ Ingười; In= -Itải Do đó: I’p+In= Ingười Trường hợp phía thứ cấp cảm ứng Ithứ tỉ lệ với Ingười, dòng điện có trị số tương đối bé (ví dụ: U=220V; Rngười= 2000Ω : Ingười= 220/2000 = 110 mA) nên cần khuếch tăng công suất đầu đủ để cấu tác động cắt nguồn Để bảo vệ chống chạm điện trực tiếp phụ RCD, tiêu chuẩn IEC yêu cầu sử dụng thiết bị có dòng ngưỡng tác động cắt: I∆N= 30mA 7.1.3 Bảo vệ chống chạm gián tiếp: a) Hiện tượng dòng vào đất: Tình trạng chạm vỏ gián tiếp xảy có cố cách điện khiến phần mang điện áp chạm vào vỏ kim loại thiết bị Trường hợp SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 117 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương khơng có biện pháp bảo vệ, người sờ vào vỏ kim loại thiết bị tiếp xúc với điện áp có trị số lớn chạm trực tiếp vào mạch điện Ngồi có tượng chạm dây dẫn xuống đất, xuống sàn nhà, tường, dòng điện rò qua đất tạo điện áp chung quanh chỗ dòng vào đất b) Biện pháp bảo vệ tiêu chuẩn: Bảo vệ chống chạm gián tiếp bao gồm thực biện pháp an toàn thực nhằm cắt thiết bị chạm vỏ báo tín hiệu có dịng rị xuống đất lớn Có thể so sánh hình thức nối vỏ thiết bị nhằm chống chạm trực tiếp sau: Mạng U≤1000V có trung tính nối đất trực tiếp lưới điện chiều ba dây điểm nối đất trực tiếp, vỏ kim loại thiết bị phải nối trực tiếp vào trung tính nối đất này: A B C N Hình 7.2: Mạng có trung tính nối đất trực tiếp Khi xảy chạm vỏ, dòng chạm vỏ tính theo cơng thức: Ichạm vỏ= UP Ztồn phần +Zbiến áp Trong đó: Up: điện áp pha lưới điện Ztoàn phần= Rtp+ jXtp: tổng trở toàn phân dây pha dây trung tính xảy chạm vỏ ZBiến áp= RBA+ jXBA: tổng trở máy biến áp nguồn, xét đến máy biến áp công thức mạng lấy nguồn qua máy biến áp pha có tổ đấu dây Y/Y0-12 ∆/Y0-11 c) Phương pháp dùng để xác định Ichạm vỏ: Ta dùng phương pháp tổng trở để xác định dòng chạm vỏ: I= Upha √(R)2 +(X)2 Trong đó: Upha: điện áp pha định mức SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 118 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương R: tổng trở mạch vòng chạm vỏ (xét dây pha, dây PE, máy biến áp) X: tổng điện kháng 7.1.4 Các yêu cầu thực hệ thống điện trở nối đất: Hệ thống nối đất có điện trở tản bé thực tốt nhiệm vụ tản dòng cố đất giữ mức điện thấp phần tử nối đất Đối với nối đất làm việc, trị số giới hạn điện trở nối đất định yêu cầu làm việc thiết bị cụ thể Trị số điện trở cho phép loại nối đất an toàn phải chọn cho trị số điện áp bước điện áp tiếp xúc trường hợp không vượt giới hạn cho phép, gây nguy hiểm cho người vận hành sử dụng Điện trở nối đất dây thu sét cột thu sét công trình dân dụng khơng vượt q 10Ω 7.2 CÁC SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT VÀ CÁC TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN 7.2.1 Sơ đờ nối đất kiểu TT Hình 7.3: Sơ đờ nối đất kiểu TT Trung tính nối đất Vỏ thiết bị nối đất Điểm nối (hoặc nối cuộn hạ biến phân phối) nguồn trực tiếp nối với đất Các phận cần nối đất vật dẫn tự nhiên nối chung tới cực nối đất riêng biệt lưới Điện cực độc lập phụ thuộc điện với điện cực nguồn, hai vùng ảnh hưởng bao trùm lẫn mà không liên quan đến tác động thiết bị bảo vệ - - Phương pháp nối đất : điểm trung tính máy biến áp nối trực tiếp xuống đất Vỏ thiết bị nối tới cực nối đất dây nối đất Cực nối đất thường độc lập với cực nối đất dây trung tính máy biến áp Bố trí dây PE : Dây PE riêng biệt với dây trung tính có tiết diện xác định theo dịng cố lớn xảy Bố trí chống chạm điện gián tiếp: mạch tự động cắt có hư hỏng cách điện Khi có hư hỏng cách điện dòng cố thường nhỏ Trong điều kiện bình thường, dây PE khơng có sụt áp khuyết điểm sơ đồ TN - C SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 119 Luận văn tôt nghiệp - GVHD: Th.S Dương Lan Hương Đối với lưới phân phối, tiết diện dây PE chọn nhỏ so với trường hợp sơ đồ TN - S Sử dụng RCD với dòng ≤ 500 mA tránh hỏa hoạn điện 7.2.2 Sơ đờ nối đất kiểu IT: Hình 7.4: Sơ đồ nối đất kiểu IT Phương pháp nối đất : điểm trung tính máy biến áp cách li với đất nối qua điện trở hạn chế áp Trong điều kiện bình thường, áp gần với áp vỏ thiết bị qua điện dung rò so với đất mạch thiết bị - Vỏ thiết bị vật dẫn điện tự nhiên nối tới điện cực nối đất riêng - Dây PE tách biệt với dây trung tính định cỡ theo dịng cố lớn Dòng cố hư hỏng cách điện thường thấp không nguy hiểm - 7.2.3 Sơ đồ nối đất kiểu TN: Trung tính nối đất Các phần vỏ kim loại nối vào trung tính Sơ đờ TN có hai loại : a) Sơ đờ TN-C: Hình 7.5: Sơ đồ nối đất kiểu TN-C Dây trung tính dây bảo vệ gọi chung dây PEN, sơ đồ không phép sử dụng cho dây dẫn mềm di động dây pha có tiết diện nhỏ 10 mm2 (dây đồng);16 mm2( dây nhôm) thiết bị điện cầm tay SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 120 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Sơ đồ TN-C đòi hỏi đẳng áp hiệu lưới với nhiều điểm nối đất lặp lại Chức bảo vệ dây PEN đặt lên hàng đầu, đặt biệt dây PEN cần nối đất trực tiếp với đầu nối đất thiết bị sau cầu nối nối với đầu trung tính  Đặc tính: Cách nối đất : điểm trung tính máy biến áp nối trực tiếp với đất, dây trung tính nối đất lặp lại nhiều tốt - Vỏ thiết bị vật dẫn tự nhiên nối với dây trung tính Cách lắp đặt dây PE : dây PE dây trung tính một, gọi dây PEN Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : sơ đồ có dịng cố điện áp tiếp xúc lớn - Có thể cách điện trường hợp hư hỏng cách điện - Cắt điện thực CB cầu chì, thiết bị đóng dịng rị khơng sử dụng cố hư hỏng cách điện coi ngắn mạch pha-trung tính b) Sơ đờ TN-S: Hình 7.6: Sơ đồ nối đất kiểu TN-S  Đặc tính: Dây bảo vệ trung tính riêng biệt Đối với cáp vỏ bọc chì, dây bảo vệ thường vỏ chì Hệ TN - S bắt buộc mạch có tiết diện nhỏ 10mm2 (Cu) 16 mm2 (Al) dây mềm kéo di động Cách nối đất : điểm trung tính biến áp nối đất lần đầu vào lưới Các vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên nối với dây bảo vệ PE Dây nối với trung tính biến áp Bố trí dây PE : Dây PE tách biệt với dây trung tính định kích cỡ theo dịng cố lớn xảy SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 121 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương c) Sơ đồ TN-C-S: Sơ đồ TN - C TN - S sử dụng lưới Trong sơ đồ TN - C - S, sơ đồ TN - C (4 dây) không sử dụng sau sơ đồ TN - S Điểm phân PE tách khỏi dây PEN thường điểm đầu lưới Hình 7.7: Sơ đồ nối đất kiểu TN-C-S 7.3 THIẾT KẾ AN TOÀN ĐIỆN CHO CHUNG CƯ: Vì chung cư cao cấp nên vấn đề đảm bảo an toàn cho người sử dụng chống nhiễu điện từ (EMS) nên ta chọn sơ đồ nối đất an toàn sơ đồ TN-S 7.3.1 Chọn dây trung tính: chọn chương 7.3.2 Chọn dây bảo vệ: chọn chương 7.3.3 Tính tốn dịng chạm vỏ (theo phương pháp tởng trở) (tính ngắn mạch pha tính chương 6) 7.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO CHUNG CƯ: 7.4.1 Khái niệm chung: Trong hệ thống cung cấp điện cần phải có biện pháp an tồn để chống sét, chống điện giật; biện pháp an toàn có hiệu tương đối đơn giản thực việc nối đất cho thiết bị điện đặt thiết bị chống sét Hệ thống nối đất cho chống sét cho thiết bị điện nhằm đảm bảo an tồn cho người tài sản khơng bị thiệt hại Để hạn chế cố bị điện giật, sét đánh…thì việc chấp hành nghiêm chỉnh quy tắc vận hành thiết bị điện như: Trang bị nối đất bao gồm điện cực dây dẫn nối đất.Các điện cực nối đất bao gồm cọc điện cực thẳng đứng đóng sâu vào đất điện cực chôn độ sâu định SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 122 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương 7.4.2 Các hình thức nối đất: Có hai loại nối đất: a) Nối đất tự nhiên: Là sử dụng ống dẫn nước hay ống kim loại khác đặt đất, kết cấu kim loại cơng trình nhà xưởng có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất…để làm nối đất b) Nối đất nhân tạo: Là ta chơn cọc thép, thép dẹt hình chữ nhật hay thép góc dài từ 2-3m đóng sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5÷0,7m Để chống ăn mịn kim loại ống thép, thép dẹt phải có bề dày khơng bé mm c) Cơ sở tính toán điện trở nối đất Theo tiêu chuẩn IEC: điện trở nối đất không lớn trị số qui định sau: - - - Mạng điện áp 1000(V): Điện trở nối đất thời điểm năm không vượt 4(  ) , thiết bị điện nhỏ, công suất tổng máy phát điện, máy biến áp không 100(kVA) cho phép đến 10 (  ) Đối với thiết bị điện áp cao 1000V có dịng chạm đất bé thiết bị có điện áp đến 100 nên sử dụng nối đất tự nhiên Đối với đường dây tải điện không cần nối đất cột bê tông cốt thép cho tất đường dây tải điện 35(kV), đường dây đến 22 (kV), cần nối đất khu vực có dân cư, điện trở nối đất cho phép phụ thuộc vào điện trở suất đất (10  30)(  ) Điện trở nối đất xác định từ điện trở suất đất, từ hình dạng kích thướcđiện cực độ chơn sâu đất Điện trở suất (  d ) đất phụ thuộc vào thành phần , mật độ, độ ẩm nhiệt độ đất, giá trị xác định xác phương pháp đo lường Điện trở đất không cố định theo thời gian năm mà thay đổi ảnh hưởng độ ẩm mơi trường.Vì vậy, tính tốn nối đất điện trở suất tính tốn đất trị số lớn năm Trong đó: tt  K d tt : Điện trở suất tính tốn  d : Điện trở suất dây dẫn SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 123 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương K : Hệ số tăng cao phụ thuộc vào điều kiện môi trường nơi đặt cọc nối đất, hệ số K chọn bảng sau: Điện trở nối đất nhân tạo: R R Rnt = max tn (  ) Rtn  Rmax Trong đó: Rnt : Điện trở nhân tạo (  ) Rtn : Điện trở tự nhiên (  ) Rmax: Điện trở cho phép lớn nhất(  ) Điện trở nhân tạo gồm hệ thống cọc thẳng đứng (điện cực thẳng đứng) nằm ngang (điện cực ngang) xác định: Rnt = Rd Rng Rd  Rng ( ) Mà: Rd = Rng = R1d () n. d R1ng  ng () Trong đó: Rd : Điện trở khuyếch tán cọc chôn thẳng đứng Rng : Điện trở khuyếch tán cọc chôn ngang R1d : Điện trở chôn đứng R1ng: Điện trở chôn ngang  d : Hệ số sử dụng điện cực đứng  ng : Hệ số sử dụng điện cực ngang tt  2l 4t  l   ln  ln ( ) 2 l  d 4t  l  Với chôn nằm ngang làm thép dẹt dài, chôn cách mặt đất khoảng t: R1d = R1ng = tt  2l  ln  ( ) 2 l  bt  Trong đó: t : khoảng cách từ mặt đất đến nằm ngang (thường chọn t=0.8m) t = h+ ; d = 0.95b Trong đó: t: Là khoảng cách từ đất tới cọc d: Là đường kính thép trịn (với thép góc d=0.95b) h: Là dộ chôn sâu b: Là bề rộng cạnh thép góc 7.4.3 Tính tốn điện trở nối đất: SVTH:Nguyễn Ngọc Băng Châu – MSSV:413T3215 124 Luận văn tôt nghiệp GVHD: Th.S Dương Lan Hương Vì khoảng cách dây trung tính từ vị trí nối đất hệ thống đến vị trí thiết bị xa khơng q lớn (