Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU CHUNG CƯ CAO TẦNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU CHUNG CƯ CAO TẦNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Phạm Văn Vũ Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đồn Phong HẢI PHỊNG - 2019 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Văn Vũ – MSV : 1412102052 Lớp : ĐC1801- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp: CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn : Tồn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2019 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng .năm 2019 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Phạm Văn Vũ Th.S Nguyễn Đoàn Phong Hải Phòng, ngày tháng năm 2019 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2019 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài 2.Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2019 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 PHỤ TẢI ĐIỆN SINH HOẠT 1.3 TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC 1.4 PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG 1.5 TỔNG HỢP PHỤ TẢI CHƯƠNG 2: CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY VÀ TIẾT DIỆN DÂY DẪN .8 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP (TBA) ĐẾN TỬ PHÂN PHỐI TỔNG 2.3 CHỌN DÂY DẪN ĐẾN CÁC TẦNG 10 2.4 CHỌN DÂY DẪN CHO MẠCH ĐIỆN THANG MÁY 15 2.5 CHỌN DÂY DẪN CHO ĐƯỜNG DÂY ĐẾN TRẠM BƠM 16 2.6 CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 17 2.7 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 21 2.8.1.Tính tốn ngắn mạch mạng điện hạ áp 28 2.8.2 Chọn thiết bị phân phối phía cao áp 31 2.9 CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI HẠ ÁP 32 2.9.1 Chọn 33 2.9.2 Chọn sứ cách điện .35 2.9.3 Cáp điện lực 35 2.9.4 Chọn aptomat 36 2.9.5 Chọn máy biến dòng 39 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN .41 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 41 3.2 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI .41 3.3 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TỦ PHÂN PHỐI TỔNG ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CÁC TẦNG 41 3.4 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TỦ TỔNG ĐẾN CÁC THANG MÁY 42 3.5 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TỦ PHÂN PHỐI ĐẾN TRẠM BƠM 43 3.6 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TỪ TỦ TỔNG ĐẾN MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 43 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 LỜI NÓI ĐẦU Hiện địa bàn thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Đà Nẵng… nhu cầu nhà vấn đề thiết Vì nên cần thiết kế khu chung cư cao tầng để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt người dân Các khu chung cư cao tầng thiết kế thi công theo kĩ thuật tiên tiến, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy an toàn cao  Hệ thống điện khu chung cư cao tầng có đặc điểm sau: Phụ tải phong phú đa dạng  Phụ tải tập trung không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao  Có hệ thống cấp nguồn dự phịng   Khơng gian lắp đặt bị hạn chế phải thoả mãn yêu cầu mỹ thuật kiến trúc xây dựng Yêu cầu cao chế độ làm việc an toàn cho người sử dụng Khu chung cư cao tầng hộ tiêu thụ loại cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điện xác Việc cung cấp điện tốt đảm bảo sống sinh hoạt người dân không thiệt hại kinh tế Thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện khu chung cư cao tầng nhiện vụ mẻ người thiết kế Với yêu cầu đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng” thạc sĩ Nguyễn Đoàn Phong hướng dẫn thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Xác định nhu cầu phụ tải Chương 2: Chọn sơ đồ nối dây tiết diện dây dẫn Chương 3: Tính tốn tổn thất điện trọng mạng điện 37 Dòng khởi động cắt nhanh Aptomat phải thoả mãn điều kiện: IKđcn ≥ 1,25.Imm = 1,25.88,6275 = 110,78(A) Tra bảng pl3.5 Tr.356 sách HTCCĐ- NXBKH&KT ta chọn Aptomat loại EA 203 -G có dịng định mức 125(A) Aptomat A3 bảo vệ trạm bơm b + ≥ mm I I KDb α I b b Immb kmm.Ib =4,5.12,27 = 55,215(A) Tra bảng 12.pl.BT Tr.457 sách BTCCĐ- NXBKH&KT chọn αb = 2,5 (khởi động nhẹ) I mmb + I αb Như 55,215 b = 2,5 +12,27 = 34,356(A) IKđb ≥ 1,25.Immb = 1,25.55,215 =69,02(A) Tra bảng pl3.5 Tr.356 sách HTCCĐ- NXBKH&KT ta chọn Aptomat loại EA103-G Nhật chế tạo có dịng điện định mức 75(A) Chọn khởi động từ cho thang máy trạm bơm theo dòng làm viêc tương tự aptomat , ta chọn khởi động từ loại ΠME − 211 Nga sản xuất Tính tốn tương tự cho mạch khác, kết ghi bảng 3.10 38 Bảng 2.6 Kết tính tốn chọn kiểm tra thiết bị bảo vệ Mạchbảo vệ (1) Ký Số hiệu lượng (2) (3) Loại aptomat Dịng điện khởi động Tính toán Định mức (4) (5) (6) Lộ tổng A0 SA603-G 524,1 600 Sinh hoạt A1 SA603-G 463,367 500 Động lực A2 EG203-G 110,78 125 Trạm bơm A3 EA103-G 69,02 75 Thang máy A4 PCB6C363 55,146 63 A5 PCBTC3H0 83,04 90 Các tầng A6 12 PCB4C340 33,89 40 Chiếu sáng A7 PCB4C325 20,11 25 Khởi động từ thang máy Π ME-231 18,32 25 Khởi động từ máy bơm Π ME-231 16,22 25 Nhánh lên tầng 2.9.5 Chọn máy biến dòng Máy biến dịng có nhiệm vụ biến đổi dịng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle tự động hố Máy biến dịng chọn kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động ổn định có dịng điện ngắn mạch chạy qua Biến dịng cho cơng tơ tổng Điều kiện chọn kiểm tra máy biến dòng: -UđmBI ≥ Uđmmạng -I ≥I - S2đmBI ≥ S2tt 39 Căn vào giá trị dòng điện chạy đoạn dây tổng I Σ =524,1A.Tra bảng 8-6 tr.383- Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện 0,4 đến 500 kV Ngô Hồng Quang-NXBKH&KT ta chọn máy biến dịng loại BD13 có điện áp định mức 0,5kV , dòng định mức phía sơ cấp 600 A ,cấp xác 0,5%, cơng suất định mức phía thứ cấp 6VA, hệ số biến dòng k i = 600/5 =120 công ty Thiết bị điện chế tạo Kiểm tra chế độ làm việc công tơ phụ tải cực tiểu Ta thấy cơng tơ làm việc bình thường dòng thứ cấp phụ tải cực tiểu lớn dòng sai số 0,5% (I0,5% = 0,005.6 = 0,03 A) Dịng điện phụ tải nhỏ nhất(25% phụ tải tính tốn) Imin = 0,25.I Σ =0,25.524,1= 131,025 (A) Dịng điện thứ cấp phụ tải cực tiểu là: I2min = I 131,025 = =1,092( A) > I ki 120 0,5% = 0,033( A) Vậy biến dịng làm việc bình thường phụ tải cực tiểu 40 CHƯƠNG TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Khi truyền tải điện từ nguồn đến tủ tổng , đến tủ phân phối tầng, đến thang máy, đến trạm bơm… phần tử mạng điện có tổng trở nên gây tổn thất côn suất điện áp Tổn thất côn suất gây tình trạng thiết hụt điện nơi tiêu thụ, làm tăng giá thành truyền tải điện đưa đến hiệu kinh tế Tổn thất điện áp tạo nên điện áp nơi tiêu thụ bị giảm thấp , ảnh hưởng đến chất lượng điện 3.2 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI ∆P = 2 P2 + Q2 306,657 + 157,94 0,17.45.10 −6 = 6,303 (kW) Σ Σ r0 l1 = U 0,38 dm 2 P2 + Q2 Σ r0 l1 = 306,657 + 157,94 0,06.45.10 −6 =2,225 (kVAr) ∆Q1= Σ U 0,38 dm Thời gian hao tổn cực đại τ =(0,124+TM.10 −4 )2.8760 = (0,124+3750.10-4).8760 =2181 (h) Tổn thất điện đoạn dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng ∆A = P2 + Q2 Σ Σ r l τ = U dm 306,657 +157,94 0,17.45.2181.10−6 =13747,9(kWh) 0,382 Tính tốn tương tự cho đoạn khác , kết ghi bảng 3.5 3.3 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TỦ PHÂN PHỐI TỔNG ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CÁC TẦNG ∆P = 2 Ptan g + Qtan g U dm r l 27,513 +12,535 = 0,38 41 1,25.42.10 −6 = 0,332 (kW) ∆Q2 = P2 tan g + Q2 tan g U dm x l 2 +12,535 −6 = 27,513 =0,0186(kVAr) 0,07.42.10 0,38 Thời gian hao tổn cực đại τ =(0, 124+ TM.1 −4 ) 876 0= (0,12 4+37 50.1 0).87 60 =218 (h) Tổn thất điện đoạn dây từ trạm biến áp đế5,4,3,2 = 6,26quả Kết n ghi tủ tro p ng hâ g3 n5 p 3.4 TỔ h N ốiHA O tổ ĐI n ỆN NĂ g NG TR ∆A ÊN ĐO ẠN TíDÂ nY h TỪ toTỦ ánTỔ tưNG ĐẾ nN g CÁ tựC chTH o AN cáG cM tầÁY n g Đối với 1,thang máy thứ 0,: 9, ∆= 8, 7, 6, = ∆ 6,26 Tính tốn tương tự cho thang máy 5,4,3,2 Kết ghi bảng 3.5 3.5 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐOẠN DÂY TỪ TỦ PHÂN PHỐI ĐẾN TRẠM BƠM ∆P4 = P2 + Q2 b U 2 ∆Q4 = b dm r l P +Q b dm2 b x0 l4 U = 19,532 15,6682 + 1,25.65.10−6 = 0,352 (kW) 0,38 +15,668 19,53 = 0,07.65.10−6 =0,0197(kVAr) 0,38 Thời gian hao tổn cực đại τ =(0,124+T 10 −4 )2.8760 = (0,124+3750.10-4).8760 =2181 (h) M Tổn thất điện đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm ∆A = P2+Q2 b U dm b 6,262 + 9,757 r l τ = 0,38 2 1,25.65.2181.10−6 = 769,33(kWh) 3.6 TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TỪ TỦ TỔNG ĐẾN MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG Vì đường dây chiếu sáng có phụ tải phân bố nên tổn thất phần so với đường dây có phụ tải tập trung a.Chiếu sáng nhà: Do mạng điện chiếu sáng pha có phụ tải phân bố nên tổn thất điện xác định theo công thức sau: ∆P = P U ∆Q = P U 2 = 2.12,6 0,57.189.10−6 = 0,23558(kW ) r L cs.tr.nha 3.0,22 2 x L cs.tr.nha = 2.12,6 0,06.189.10−6 = 0,0247(kAr ) 3.0,22 Thời gian hao tổn cực đại  =(0,124+TM.10 − )2.8760 = (0,124+3750.10-4).8760 =2181 (h) Tổn thất điện đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến mạng chiếu sáng nhà ∆A = 2.P r L 3.U cs.tr.nha −6 τ = 2.12,6 0,57.189.2181.10 = 63,096(kWh) 2 3.0,22 43 b.Chiếu sáng trời ∆P OA ∆Q OA =P U = P r L 2 3.U 2 = 2.9,5 0,8.30.10−6 = 0,0149(kW ) 3.0,22 OA x L = OA 9,52 3.0,22 0,07.30.10−6 = 0,0013(kAr ) Thời gian hao tổn cực đại -4 τ =(0,124+T 10 −4 ) 8760 = (0,124+3750.10 ).8760 =2181 (h) M Tổn thất điện đoạn dây từ tủ phân phối tổng đến mạng chiếu sáng trời 2 0,57.189.2181.10−6 = 32,4969(kWh) ∆A = P r L τ = 12,6 cs.tr.nha 3.U 3.0,222 Sau bảng tính tốn số liệu cụ thể 44 Bảng 3.5 Kết tính tốn tổn thất mạng điện Đoạn TT Q(kVAr) r0 ∆ ∆ ∆ P(kW) Q(kVr) A(kW) 2,225 13746,84 dây l(m) P(kW) Đ.trục 45 306,657 157,94 0,17 0,06 6,303 Tầng 12 42 27,513 12,535 1,25 0,07 0,33234 0,01861 724,8321 11 38,5 27,513 12,535 1,25 0,07 0,30464 0,01706 664,4294 10 35 27,513 12,535 1,25 0,07 0,27695 0,01551 604,0267 31,5 27,513 12,535 1,25 0,07 0,24925 0,01396 543,624 28 27,513 12,535 1,25 0,07 0,22156 0,01241 483,2214 7 24,5 27,513 12,535 1,25 0,07 0,19386 0,01086 422,8187 21 27,513 12,535 1,25 0,07 0,16617 0,00931 362,416 17,5 27,513 12,535 1,25 0,07 0,13847 0,00775 302,0134 10 14 27,513 12,535 1,25 0,07 0,11078 0,0062 11 10,5 27,513 12,535 1,25 0,07 0,08308 0,00465 181,208 12 27,513 12,535 1,25 0,07 0,05539 0,0031 13 TM.6 50 6,26 9,757 0,09 0,23266 0,00419 507,4399 14 40 6,26 9,757 0,09 0,18613 0,00335 405,9519 15 30 6,26 9,757 0,09 0,1396 16 20 6,26 9,757 0,09 0,09307 0,00168 202,976 17 10 6,26 9,757 0,09 0,04653 0,00084 101,488 15,668 1,25 0,07 0,35274 0,01975 769,3342 x0 241,6107 120,8053 0,00251 304,4639 18 T.bơm 65 19,53 19 cs.tr.nha 189 2,6 0,57 0,06 0,23558 0,0248 20 cs.ng.OA 30 9,5 0,8 0,07 0,01492 0,00131 32,53475 21 cs.ng.AB 180 4,5 0,8 0,07 0,02008 0,00176 43,80025 22 cs.ng.AC 200 0,8 0,07 0,02755 0,00241 60,08264 Σ 513,8032 9,78438 2,40701 21339,72 45 Tổng tổn hao công suất mạng điện ∆PΣ = 9,78438 (kW) ∆QΣ = 2,40701(kVAr) Tổng tổn thất điện tất đoạn dây ∆AΣd =21339,72 (kWh) Tổn thất máy biến áp ∆AΣBA =15157,32(kWh)(Đây kết tính tốn năm cuối chu kì tính tốn phương án 1, bảng 3.7) ∆AΣ = ∆AΣd + ∆AΣBA = 21339,72 +15157,32 = 36497,04(kWh ) Tổng điện tiêu thụ năm : A = PΣ TM = 306,657.3750 = 1149963,75(kWh ) Tỷ lệ tổn thất điện năng: ∆A 36497,04 ∆ %= A = 1149963,75 100 = 3,173 A Σ 46 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài tốt nghiệp với giúp đỡ thầy giáo, thạc sĩ Nguyễn Đoàn Phong, đến đề tài em là: “Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng” hoàn thành Trong đề tài em nghiên cứu, tính tốn tìm hiểu vấn đề sau:  Xác định nhu cầu phụ tải  Chọn sơ đồ nối dây tiết diện dây dẫn  Tính tốn tổn thất điện trọng mạng điện Tuy nhiên tính tốn lý thuyết, thực tế cịn nhiều bất cập xảy ra, cần có nghiên cứu tính tốn sâu để bảo đảm độ tin cậy an toàn điện cho khu chung cư cao tầng Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thạc sỹ Nguyễn Đoàn Phong người giúp đỡ tận tình em thực đề tài Tuy nhiên hạn chế kiến thức , kinh nghiệm thực tế, nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, vấn đề nghiên cứu cịn chưa sâu rộng chưa gắn bó với thực tế Rất mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn đồng nghiệp để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, nhà xuất khoa học kỹ thuật Ngô Hồng Quang(2002), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, nhà xuất khoa học kỹ thuật GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn(2000), Máy điện, nhà xuất xây dựng Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Bội Khuê (2001), Cung cấp điện, nhà xuất khoa học- kỹ thuật Hà Nội Phạm Văn Giới, Bùi Tín Hữu, Nguyễn Tiến Tơn (2000), Khí cụ điện, nhà xuất khoa học- kỹ thuật Hà Nội Đặng Văn Đào (2005), Kỹ thuật chiếu sáng, nhà xuất khoa học- kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2003), Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng, nhà xuất khoa học- kỹ thuật Hà Nội Ngơ Hồng Quang (2006), Giáo trình cung cấp điện, nhà xuất giáo dục 48 ... thiệt hại kinh tế Thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện khu chung cư cao tầng nhiện vụ mẻ người thiết kế Với yêu cầu đề tài ? ?Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng? ?? thạc sĩ Nguyễn... kiến trúc xây dựng Yêu cầu cao chế độ làm việc an toàn cho người sử dụng Khu chung cư cao tầng hộ tiêu thụ loại cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điện xác Việc cung cấp điện tốt đảm bảo sống sinh... thành phố Đà Nẵng… nhu cầu nhà vấn đề thiết Vì nên cần thiết kế khu chung cư cao tầng để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt người dân Các khu chung cư cao tầng thiết kế thi công theo kĩ thuật tiên tiến,