Thiết kế thi công cung cấp điện nhà thi đấu thể thao quận kiến an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ THI CƠNG CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ THI ĐẤU THỂ THAO QUẬN KIẾN AN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001:2015 THIẾT KẾ THI CƠNG CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ THI ĐẤU THỂ THAO QUẬN KIẾN AN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Phan Quốc Cƣờng Ngƣời hƣớng 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 TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phan Quốc Cƣờng – MSV : 1412102034 Lớp : ĐC1802- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế thi công cung cấp điện nhà thi đấu thể thao quận Kiến An 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 HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Trƣờng Đại học dân lập Hải Phịng Tồn đề tài Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2018 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng .năm 2018 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hƣớng dẫn Đ.T.T.N Phan Quốc Cƣờng Th.S Nguyễn Đồn Phong Hải Phịng, ngày tháng năm 2019 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Nội dung hƣớng dẫn: Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…) Ý kiến giảng viên hƣớng dẫn tốt nghiệp Đƣợc bảo vệ Không đƣợc bảo vệ Điểm hƣớng dẫn Hải Phòng, ngày … tháng … năm Giảng viên hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giáo viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Đƣợc bảo vệ Khơng đƣợc bảo vệ Điểm hƣớng dẫn Hải Phịng, ngày … tháng … năm Giảng viên chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.3.1.Khái niệm phụ tải tính tốn 1.3.4 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu thụ điện đơn vị sản phẩm Ptt = CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ THI ĐẤU THỂ THAO 2.1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO SÀN THI ĐẤU 2.1.1 Các phƣơng án thiết kế chiếu sáng 2.1.1.1 Phƣơng án 2.1.1.2 Phƣơng án 2: Bố trí sáu cột đèn 2.1.1.4 Phƣơng án 2.1.2 Chọn phƣơng án thiết kếÁ 10 2.1.3 SƠ BỘ CHỌN CÁC SỐ LIỆU VÀ BỘ ĐÈN 10 2.1.3.1 Các số liệu ban đầu 11 2.1.3.2 Chọn đèn 11 2.1.3.3 Số đèn càn sử dụng 13 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ THI ĐẤU THỂ THAO 16 2.2.1 Phụ tải chiếu sáng toàn sân vận động 16 2.2.1.1 Phụ tải chiếu sáng sân vận động 16 2.2.1.2 phụ tải chiếu sáng khán đài sân vận động 16 2.2.2 Phụ tải khu điều hành tầng 17 2.2.3 Phụ tải khu điều hành tầng 24 2.2.1.7 Phụ tải toàn nhà thi đấu thể thao 29 2.3: XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ THI ĐẤU 30 2.3.1 Mục đích thiết kế cấp điện nhà thi đấu 30 2.3.2 Yêu cầu bƣớc thiết kế cấp điện nhà thi đấu 30 2.3.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện 32 2.3.3.1 Đi dây phòng 34 2.3.4 Tính chọn kiểu tra dây dẫn, thiết bị điện 35 2.3.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện phịng đến thiết bị điện pha 35 2.3.4.2 Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện dẫn đến tủ điện phòng 36 2.3.4.3 Chọn tiết diện dây dẫn đến phòng máy bơm 36 2.3.4.4 Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng chiếu sáng 36 2.3.5.1 Chọn Aptomat tổng 37 2.3.5.2 Chọn Aptomat cho trạm bơm 38 2.3.5.3 Chọn Aptomat cho khu điều hành tầng 38 2.3.5.4 Chọn Aptomat cho khu điều hành tầng 38 2.3.5.2 Chọn Aptomat cho mạng chiếu sáng sân vận động 38 2.4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NGOÀI NHÀ 39 2.4.1 Đƣờng giao thông xe 6m 39 2.4.2 Đƣờng giao thông xe 5m 42 CHƢƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN ĐIỆN 45 3.1 Nối đất 45 3.1.1 Mục đích việc nối đất 45 3.1.2 Nối đất bảo vệ 45 3.1.3 Nối đất hình lƣới 46 3.1.4 Nối đất lặp lại 47 3.1.5 Tính tốn nối đất 47 3.2 Chống sét 49 3.2.1 Hiện tƣợng sét 49 3.2.2 Hậu phóng điện sét 49 3.2.3 Chống sét 50 3.2.4 Các dụng cụ dùng để sửa chữa thiết bị điện 55 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 CHƢƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP AN TỒN ĐIỆN 3.1 Nối đất 3.1.1 Mục đích việc nối đất Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho ngƣời ngƣời 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 tƣợng 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 lƣợng dịng điện qua ngƣời (nói cách khác giảm điện áp vỏ thiết bị) đến trị số an toàn ngƣời chạm vào vỏ thiết bị bị chạm vỏ 3.1.2 Nối đất bảo vệ Khi cách điện phận mang điện bị hƣ hỏng, bị chọc thủng, phần kim loại thiết bị điện hay máy móc khác thƣờng trƣớc khơng có điện mang hồn tồn điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, ngƣời bị tổn thƣơng dịng điện gây nên Mục đích nối đất để đảm bảo an toàn cho ngƣời 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 ngƣời Nhƣ 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 ngƣời cịn 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 nhƣ 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… 45 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) 3.1.3 Nối đất hình lƣới Để khắc phục nhƣợc điểm nối đất tập trung ngƣời ta sử dụng hình thức nối đất mạch vịng Đó hình thức dùng nhiều cọc đóng theo chu vi khu vực đặt thiết bị điện Hình: Nối đất hình lưới 46 Tác dụng: giảm đồng thời Utx Ub 3.1.4 Nối đất lặp lại Nối đất lặp lại đƣợc thực nơi lƣới điện nhằm mục đích giảm thấp điện áp dây trung tính đề phịng dây trung tính bị đứt nguy hiểm ngƣời tiếp xúc với vỏ thiết bị Nối đất lặp lại đƣợc thực điểm sau: - Cách 250m dọc theo chiều dài đƣờng dây - Tại điểm rẽ nhánh đƣờng dây - Điểm cuối đƣờng dây 3.1.5 Tính tốn nối đất Nhƣ biết điện trở nối đất cho phép trạm biến áp có cơng suất > 100 kVA Rtđ = 4Ω, điện trở suất vùng đất đo điều kiện độ ẩm trung bình kcọc = 1,5 ρ0 = 0,75.104 Ω cm (với nối ngang knga = 2) Do khơng có hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo Rnt = Rtđ = Ω Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l = 2,5 m, đƣờng kính d = cm đóng sâu cách mặt đất h = 0,75 m Chiều sâu trung bình cọc htb = h + l 250 = 75 + = 200 cm 2 Điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa đƣợc xác định theo biểu thức: Rcọc = = 4h  l k coc  2l (ln + ln tb ) 4.htb  l 2.l d 1,5.0,75 2.250 4200  250 (ln + ln ) = 31,72 Ω 2.250 4.200  250 Sơ chọn số lƣợng cọc: 47 N= Rcoc 31,72 = = 7,9 => chọn n = cọc Rnt Số cọc đƣợc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi: L = 2(4,7 + 6,7) = 22,8 m Khoảng cách trung bình cọc l a = Tỷ lệ L 22,8 = = 2,85 m n 2,85 la = = 1,1 2,5 l Tra đƣờng cong ứng với tỷ lệ la = 1,1 số lƣợng cọc 8, ta xác định đƣợc hệ l số lợi dụng cọc tiếp địa ηcọc = 0,58 nối ηnga = 0,36 (Tra bảng 49.pl - Hệ sử dụng điện cực tiếp địa nối phụ thuộc vào số lượng cọc n tỷ số khoảng cách điện cực l0 chiều dài l chúng Trang 490, sách tập cung cấp điện TS Trần Quang Khánh) Chọn nối tiếp địa thép có kích thƣớc bxc = 50x6 cm Điện trở tiếp xúc nối ngang: Rnga = k nga  2.L ln L2 2.0,75.10 2.2280 = 11,03Ω ln b.h 2.3,14.2280 5.75 Điện trở thực tế nối có xét đến hệ số lợi dụng ηnga R’nga = R nga  nga = 11,03 = 30,64 Ω 0,36 Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối ngang là: R’nt = R ' nga Rnt R ' nga  Rnt = 30,64.4 = 4,6 Ω 30,64  48 Số lƣợng cọc thức nct = 31,72 Rcoc = = 11,89 => chọn nct = 12 cọc  coc R ' nt 0,58.4,6 3.2 Chống sét 3.2.1 Hiện tƣợng sét Sét tƣợng phóng điện đám mây tích điện trái dấu mây đất cƣờng độ điện trƣờng đạt đến trị số cƣờng độ phóng điện khơng khí 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 lƣợng sét phóng điện lớn phá hoại cơng trình, thiết bị, nhà cửa, gây chết ngƣời súc vật, … Để bảo vệ chống sét ngƣời ta sử dụng hệ thống chống sét cột thu lôi lƣới chống sét 3.2.2 Hậu phóng điện sét Đối với nhà cửa gia súc: gây nguy hiểm bị sét đánh trực tiếp Nhiều sét khơng phóng trực tiếp nhƣng gây nguy hiểm vì: dịng điện sét vào đất gây lên chênh lệch điện lớn vùng gần Nếu ngƣời gia súc đứng gần nơi bị sét đánh có điện áp bƣớc lớn gây nguy hiểm tới thể ngƣời Đối với cơng trình cơng cộng, nhà cửa, cầu phà: + dịng điện sét có nhiệt độ lớn, phóng vào vật dễ cháy, gây phát sinh cháy, đặc biệt nhƣ kho nhiên liệu, vật dễ nổ + làm hƣ hỏng độ bền học (cơng trình gỗ, tre nứa bị hƣ hỏng hoàn toàn, = gạch đá bị thiệt hại đáng kể, = bê tơng cốt thép thiệt hại nhƣng gây giảm tuổi thọ 49 + đƣờng 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 3.2.3 Chống sét Muốn chống sét có hiệu tồn diện phải tuân thủ nguyên tắc: Chống sét đánh trực tiếp vào cơng trình, Chống sét lan truyền qua đƣờng cáp nguồn cáp tín hiệu, Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp độ an tồn cao Chống sét đánh trực tiếp vào cơng trình Phƣơng pháp dùng thiết bị chống sét để tạo thành khung sƣờn bao phủ bên khu vực cần bảo vệ Có loại hệ thống: - hệ thống chống sét thụ động (cổ điển) - hệ thống chống sét chủ động (cấp tiến) - Hệ thống chống sét chủ động (cấp tiến) - Nguyên tắc: dùng thu lơi phóng trực tiếp luồng ion phía đám mây, làm tăng thêm khả phóng điện xảy đám mây Một vài thiết bị chống sét cấp tiến Thu lôi chống sét INGESCO, sản xuất từ năm 1984 Thu lôi INGESCO bảo đảm khả phóng điện nhiều lần, bền, khơng tốn chi phí bảo quản 50 Thu lơi chống sét Franklin đƣợc Benjamin Franklin phát minh năm 1760 Đây thiết bị thu sét phổ biến tiếng lịch sử Hệ thống chống sét thụ động (cổ điển) Ngun tắc: Bao phủ cơng trình kiến trúc mạng lƣới gồm ống kim loại, dẫn xuống vùng rộng lớn dƣới đất Nó khơng làm tăng thêm khả phóng điện xảy khu vực cần bảo vệ nhƣ phƣơng pháp chủ động 51 Hệ thống chống sét thụ động phổ biến Faraday Cage Nguyên tắc thiết kế: Kim thu sét đƣợc đặt nhiều điểm nhô cao cơng trình kiến trúc Phạm vi bảo vệ đƣợc tính tốn nằm vịng trịn bán kính tƣơng đƣơng với chiều cao vị trí trí đặt kim so với mặt đất Phạm vi sử dụng: phù hợp bảo vệ nơi mà có phần cấu trúc nhô hẳn lên cao phạm vi cần bảo vệ 52 Hệ thống chống sét thụ động overhead line Nguyên tắc thiết kế: Nó gồm hệ thống đƣờng dây "ăng-ten" nối cực cơng trình cần bảo vệ dẫn xuống đất loại dây dẫn thích hợp Phạm vi sử dụng: đƣợc dùng để bảo vệ đƣờng dây diện, container nhỏ chứa chất dễ cháy, trạm phân phối điện, building nhỏ có nguy bị sét đánh trực tiếp Chống sóng sét lan truyền Sấm sét khiến điện áp tạm thời gia tăng đột ngột Để chế khắc phục thƣờng sử dụng loại thiết bị chống sét lan truyền Trong thực tế thƣờng sử dụng số loại sau: Cơ cấu ngắt nhiệt mức, bảo vệ cho mạng điện áp thấp, đặc biệt cho khu vực nguy hiểm sét lan truyền gây qúa áp, đánh trực tiếp Bảo vệ cho mạng pha mạng pha 53 cấu ngắt nhiệt mức, bảo vệ qúa áp cho mạng điện sơ cấp pha + trung tính sơ cấp tủ phân phối điện Có thể dùng chung riêng cho pha Dịng phóng:In =15kA, Imax=40kA Mỗi module cắm cho pha Lắp đặt hệ thống đƣờng truyền cable IBM, đặc biệt cáp loại lối vào tòa nhà 54 3.2.4 Các dụng cụ dùng để sửa chữa thiết bị điện Gậy cách điện 55 • Cơng dụng: dùng trực tiếp để điều khiển dao cách li, đặt nối đất di động, thí nghiệm cao áp • Cấu tạo: gồm phần – phần cách điện – phần làm việc – phần cầm tay • Độ dài sào phụ thuộc vào điện áp Khi dùng sào cần đứng bệ cách điện, tay đeo găng cao su, chân mang giày cao su Bảng độ dài tiêu chuẩn phần cách điện theo cấp điện áp Kìm cách điện • Cơng dụng: dùng để đặt lấy cầu chì, đẩy nắp cách điện cao su Kìm phƣơng tiện dùng với điện áp dƣới 35kV 56 • Cấu tạo: gồm phần – phần làm việc – phần cách điện – phần cầm tay Bảng độ dài tiêu chuẩn phần cách điện theo cấp điện áp Găng tay điện môi, giày ống, đệm lót • Dùng với thiết bị điện, dụng cụ đƣợc sản xuất riêng với cấu tạo phù hợp với quy trình 57 KẾT LUẬN Trong thời gian 12 tuần vừa qua em đƣợc nhận đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế cung cấp điện cho nhà thi đấu thể thao quận Kiến An” với hƣớng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Đồn Phong em nắm bắt đƣợc số vấn đề nhƣ sau: -Tìm hiểu thiết kế cung cấp điện cho nhà thi đấu thể thao, thiết kế chiếu sáng cho khu vực nhà thi đấu thể thao - Tính tốn lựa chọn thiết bị điện cho mạng điện toàn khu Do thời gian có hạn nên đồ án em cịn có nhiều sai xót, mong đƣợc đóng góp thêm thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên : Phan Quốc Cƣờng 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ Cung cấp điện Tác giả: Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2/ Bài tập Cung cấp điện Tác giả: TS Trần Quang Khánh Nhà xuất khoa học kỹ thuật 3/ Thiết kế cấp điện Tác giả: Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật 4/ Thiết bị hệ thống chiếu sáng Tác giả: PGS TS Đặng Văn Đào – PGS TS Lê Văn Doanh TS Nguyễn Ngọc Mỹ Nhà xuất giáo dục 5/ Nguồn internet www.webdien.com www.ebook.edu.vn www.tailieu.vn 59 ... toàn nhà thi đấu thể thao 29 2.3: XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ THI ĐẤU 30 2.3.1 Mục đích thi? ??t kế cấp điện nhà thi đấu 30 2.3.2 Yêu cầu bƣớc thi? ??t kế cấp điện nhà thi đấu. .. trọng thi? ??t thực nên nhóm đƣợc giao đề tài với nội dung là: Thi? ??t Kế Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Cơ Khí 1.2 NHIỆM VỤ THI? ??T KẾ: Nhiệm vụ thi? ??t kế cung cấp điện tính tốn đƣa bảng thi? ??t kế cụ thể cho... đƣợc nhận đề tài tốt nghiệp: “ Thi? ??t kế cung cấp điện cho nhà thi đấu thể thao quận Kiến An? ?? Đồ án giúp em bƣớc đầu có kinh nghiệm thi? ??t kế cung cấp điện, điều thi? ??u đƣợc giúp đỡ thầy, cô - ngƣời