Thiết kế cung cấp điện cho chung cư stcity

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ STCITY SINH VIÊN : TRƯƠNG HOÀI KHÁNH LY MSSV : X15061041 LỚP : DHDI11A GVHD : THS PHAM QUỐC NGHIỆP TP HCM, NĂM 2019 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vi DANH SÁCH CÁC BẢNG .vii Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÒA NHÀ STCITY 1.1 Giới thiệu STCITY: 1.2 Giới thiệu cung cấp điện Chương 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Các vấn đề chung thiết kế chiếu sáng: 2.1.1 Lựa chọn thông số 2.1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG: 2.2 Tính tốn chiếu sáng 2.2.1 Tính tốn chiếu sáng cho tầng hầm 2.2.2 Tính toán chiếu sáng cho tầng 12 2.2.3 Tính tốn chiếu sáng cho tầng 02-25 14 Chương 3: CHIẾU SÁNG SỰ CỐ 25 3.1 Chiếu sáng cố 25 3.1.1 Chiếu sáng cố gì? 25 3.1.2 Các tiêu, tiêu chuẩn chiếu sáng cố 25 3.2 Tính chiếu sáng cố cho chung cư 25 Chương 4: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 27 4.1 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TẦNG HẦM 27 ii 4.1.1 Xác định phụ tải chiếu sáng ổ cắm cho tầng hầm: 27 4.1.2 Xác định phụ tải động 29 4.2 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TẦNG 32 4.3 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TẦNG 02-25 33 4.3.1 CH-01 & CH-16 33 4.3.2 CH-02 & CH-15 34 4.3.3 CH-03 & CH-14 35 4.3.4 CH-04 & CH-13 36 4.3.5 CH-05 & CH-12 37 4.3.6 CH-06 & CH-11 38 4.3.7 CH-07; CH-08; CH-09 & CH-10 38 4.3 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TẦNG KỸ THUẬT 41 4.3.1 Tính phụ tải chiếu sáng, ổ cắm máy lạnh: 41 4.3.2 Tính phụ tải cịn lại 42 4.4 TÍNH PHỤ TẢI NGOÀI CĂN HỘ 43 4.4.1 Tủ chiếu sáng LP1-1 chứa phụ tải tầng hầm tầng 1: 43 4.4.2 Tủ chiếu sáng LP1-2 44 Chương 5: CHỌN SƠ ĐỒ ĐI DÂY 46 5.1 Các kiểu sơ đồ dây 46 5.1.1 Sơ đồ trung tính nối đất trực tiếp (TT) 46 5.1.2 Sơ đồ mạng điện IT (trung tính cách ly) 47 5.1.3 Sơ đồ TN-S 49 5.1.4 Sơ đồ TN-C 50 5.2 Chọn sơ đồ cho chung cư 51 iii Chương 6: THIẾT BỊ BẢO VỆ 53 6.1 Chọn thiết bị bảo vệ: 53 Tính tốn chọn CB 53 6.2 Chọn dây dẫn: 59 6.2.1 Lựa chọn dây dẫn 59 6.2.2 Phương pháp xác định tiết diện nhỏ dây dẫn 60 6.2.3 Tính tốn chọn dây dẫn cho chung cư: 63 Chương 7: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ SỤT ÁP 72 7.1 Tính ngắn mạch 72 7.1.1 Cơng thức tính ngắn mạch 72 7.1.2 Tính ngắn mạch cho chung cư 73 7.2 Tính sụt áp 83 7.2.1 Cơng thức tính sụt áp 83 7.2.2 Tính sụt áp cho chung cư 84 Chương 8:KIỂM TRA PHỐI HỢP CB 96 8.1 Sự phối hợp CB 96 8.1.1 Các điều kiện áp đặt cho CB hạn chế dòng 96 8.1.2 Kỹ thuật ghép tầng 96 8.1.3 Tính cắt chọn lọc 96 8.2 Kiểm tra phối hợp CB 97 Chương 9: KIỂM TRA DÂY VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 104 9.1 Kiểm tra dây 104 9.2 Kiểm tra CB 108 Chương 10: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 113 iv 10.1 Chọn máy biến áp 113 10.2 Bù công suất phản kháng 113 10.2.1 Tổng quan: 113 Các thiết bị bù công suất: 114 10.2.2 Vị trí đặt tụ bù: 115 10.2.3 Tính tốn bù cơng suất phản kháng: 115 10.3 Chọn máy phát 116 Chương 11:NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN 117 11.1 Nối đất an toàn 117 11.1.1 Các khái niệm chung 117 11.1.2 Tính tốn nối đất an toàn 118 11.2 Nối đất chống sét 119 11.2.1 Các phương pháp chống sét 119 11.2.2 Thiết kế chống sét 121 v DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí chung cư STCity Hình 1.2: Mặt tịa nhà Hình 1.3: Hình ảnh tịa nhà chưng cư Hình 1.4: Mặt tầng chung cư Hình 5.1 Sơ đồ mạng điện trung tính trực tiếp nối đất (TT) 46 Hình 5.2 Sơ đồ mạng điện TT có nhiều tải tiêu thụ 47 Hình 5.3 Sơ đồ mạng điện IT (Trung tính cách ly) 48 Hình 5.4 Sơ đồ mạng điện TN-S 49 Hình 5.5 Mạng điện TN-S có nhiều tải tiêu thụ 49 Hình 5.6 Sơ đồ TN-C 50 Hình 5.7 Sơ đồ TN-C cho nhiều tải tiêu thụ 51 Hình 5.8 Sơ đồ TN-C-S 52 Hình 8.1: Sự cắt chọn lọc hai CB 97 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng thống kê chiếu sáng 21 Bảng 3.1 Số đèn chiếu sáng cố cho chung cư 26 Bảng 4.1 Chiếu sáng cho tầng hầm 28 Bảng 4.2 Bảng chia pha cho phụ tải tầng hầm 28 Bảng 4.3 Bảng tính cơng suất phụ tải động 31 Bảng 4.4 Tổng công suất cho phụ tải tầng 32 Bảng 4.5: Bảng chia pha cho phụ tải tầng 32 Bảng 4.6 Công suất thiết bị hộ CH-01&CH-16 33 Bảng 4.7 Công suất thiết bị hộ CH-02&CH-15 34 Bảng 4.8 Công suất thiết bị hộ CH-03&CH-14 35 Bảng 4.9 Công suất thiết bị hộ CH-04&CH-13 36 Bảng 4.10 Công suất thiết bị hộ CH-04&CH-13 37 Bảng 4.11 Công suất thiết bị hộ CH-06&CH-11 38 Bảng 4.12 Công suất thiết bị hộ CH-07, CH-08; CH-09 & CH-10 38 Bảng 4.13 Bảng chia pha cho hộ tầng 40 Bảng 4.14 Bảng phụ tải chiếu sáng, ổ cắm, máy lạnh tầng kỹ thuật 41 Bảng 4.15 Bảng chia pha cho tải tầng kỹ thuật 41 Bảng 4.16 Bảng công suất phụ tải động 43 Bảng 4.17 Bảng chia pha cho tải LP1-1 44 Bảng 4.18 Phụ tải hộ tầng 2: 44 Bảng 4.19 Bảng chia pha cho tủ LP1-2 44 Bảng 6.1 Chọn CB cho chung cư 54 vii Bảng 6.2: Mật độ dòng kinh tế 59 Bảng 6.3: Chọn dẫy dẫn cho chung cư 64 Bảng 7.1 Bảng tính ngắn mạch pha cho chung cư 74 Bảng 7.2: Bảng tính ngắn mạch pha 83 Bảng 7.3: Công thức tính sụt áp 833 Bảng 7.4: Bảng tính sụt áp dây dẫn cho chung cư 915 Bảng 8.1: Kiểm tra phối hợp CB cho chung cư 97 Bảng 9.1: Kiểm tra dây chung cư 104 Bảng 9.2: Kiểm tra CB cho chung cư 108 Bảng 10.1: Chọn tụ bù cho chung cư 11511 Bảng 10.2 Chọn máy phát cho chung cư 11612 viii SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÒA NHÀ STCITY 1.1 Giới thiệu STCITY: ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ: Chung cư STCity Hóc Mơn tọa lạc trung tâm giao thông khu vực cửa ngõ Tây Bắc TP.HCM Đây giao điểm kết nối Củ Chi, Tây Ninh trung tâm thành phố thông qua trục Quốc Lộ 22 Đặc biệt, hộ STCity cách Ngã tư Trung Chánh 2km, cách Ngã tư An Sương khoảng chừng 10 phút di chuyển Hình 1.1 Vị trí chung cư STCity QUY MƠ DỰ ÁN: Với diện tích lên tới 40,000 m2 giành riêng 50% diện tích để xây tiện ích khơng gian xanh cho cư dân Chung Cư STCITY Hóc Mơn nói dự án xanh giữ lịng thị sầm uất STCity gồm tịa nhà: SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp Chương 10: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 10.1 Chọn máy biến áp Ta có cơng suất biểu kiến chung chung cư 𝑆𝑡ổ𝑛𝑔 = 1758.58 (𝐾𝑉𝐴) Chọn máy biến áp có S=1800 (KVA) Chọn máy biến áp Đơng Anh có 𝑆đ𝑚 𝑀𝐵𝐴 = 1800(𝐾𝑉𝐴) Máy biến áp có: ∆𝑃0 = 2500 (𝑊) ∆𝑃𝑁 = 17.8 (𝐾𝑊) 𝐼0 = 0.9% 𝑈𝑁 = 6% 𝑅𝑀𝐵𝐴 ∆𝑃𝑁 ∗ 𝑈đ𝑚 17800 ∗ 4002 = = = 0.88 ∗ 10−3 (Ω) (1800 ∗ 10 ) 𝑆đ𝑚 𝑋𝑀𝐵𝐴 = 𝑈𝑁% ∗ 𝑈đ𝑚 0.06 ∗ 4002 = = 5.33 ∗ 10−3 (Ω) 𝑆đ𝑚 1800 ∗ 103 10.2 Bù công suất phản kháng 10.2.1 Tổng quan: Hệ số công suất cosφ (hoặc PF) tỉ số công suất tác dụng P(KW) công suất biểu kiến S(KVA) Hệ số công suất lớn hệ số công suất lớn có lợi cho ngành điện lẫn khách hàng; P = S, tồn cơng suất điện phát tiêu thụ phụ tải điện mà khơng có tổn thất Cosφ= 𝑃(𝐾𝑊) 𝑆(𝐾𝑉𝐴) = 𝑃𝐹 Hệ thống điện xoay chiều cung cấp hai dạng lượng: - Năng lượng tác dụng đo theo đơn vị kilowatt.giờ(kw.h) Năng lượng chuyển sang cơng học, nhiệt, ánh sáng,… 113 SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp Năng lượng phản kháng Dạng lượng chia làm hai loại: - + Năng lượng u cầu mạch có tính cảm (máy biến áp, động điện,…) + Năng lượng yêu cầu mạch có tính dung (điện dung dây cáp, tụ cơng suất,…) Theo thống kê ta có số liệu sau: - Động không đồng bộ, chúng tiêu thụ khoảng 60 – 65% tổng công suất phản kháng mạng - Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 – 25% - Đường dây không, điện kháng thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10% Như động không đồng máy biến áp hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng Công suất tác dụng P công suất biến thành nhiệt máy dùng điện; cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hóa máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù cơng suất phản kháng góc lệch pha dịng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosφ mạng đượcnâng cao, P Q góc φ có quan hệ sau: φ=arctan 𝑃 𝑄 Khi lượng P không đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cosφ tăng lên Hệ số công suất cosφ nâng lên đưa đến hiệu sau đây: 1/ Giảm tổn thất công suất mạng điện 2/ Giảm tổn thất điện áp mạng điện 3/ Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Các thiết bị bù công suất: Tụ bù o Bộ tụ bù diền khiển tự động ( bù ứng động) 114 SV: Trương Hoài Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp 10.2.2 Vị trí đặt tụ bù: • Bù tập trung: áp dụng tải ổn định liên tục • Bù nhóm ( bù phân đoạn) : nên sử dụng mạng điện lớn chế độ tải tiêu thụ theo thời gian phân đoạn thay đổi khác • Bù riêng: nên xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện 10.2.3 Tính tốn bù cơng suất phản kháng: Hệ số cơng suất cơng trình trước bù: cosφ1=0.82, tanφ1=69 Tổng cơng suất tác dụng tính tốn chung cư : Ptt= 1447 (KW) Công suất biểu kiến chung cư trước bù: S1=1758.08 (KVA) Hệ số công suất cơng trình sau bù: cosφ2=0.95, tanφ2=0.33 Cơng suất phản kháng cần phải bù để đạt cosφ2=0.95là: Qbù= Ptt.(tanφ1-tanφ2) = 1447 * (0.69-0.33 )= 520.9 (KVAr) Vậy Qbù= 520.9 (KVAr) Ta có cơng suất phản kháng trước bù: Q1= Ptt.tanφ=1447*0.69=998.43 (KVAr) Chọn tụ bù Tụ ba pha loại khô 380V, 50Hz Bảng 10.1: Chọn tụ bù cho chung cư Dung lượng Điện áp định mức Loại tụ điện RMC-38250KT Dòng điện (A) Ucđm (KV) 𝜇𝐹 KVAr 0.38 551.1 25 38 Chọn 21 Công suất phản kháng sau bù: Q2 = Q1 – Qbù = 998.43-(21*25)=473.43 (KVAr) Công suất biểu kiến chung cư sau bù 𝑆2 = √𝑃𝑡𝑡2 + 𝑄𝑡𝑡 = √14472 + 413.42 = 1522.48 (𝐾𝑉𝐴) 115 SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp 10.3 Chọn máy phát Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, ta chọn máy phát dự phòng Trong trường hợp điện máy phát vận hành để cung cấp điện cho phụ tải Cũng giống chọn máy biến áp, ta chọn máy phát cho: công suất định mức máy phát Sđm phải lớn tổng công suất tải Stt tải Theo tính tốn chương ta có: Stt tải=1758.08(KVA) Ta chọn máy phát 1800(KVA), hãng Cummins , kích thước: Bảng 10.2 Chọn máy phát cho chung cư MODEL QSK 60G3 Công suất Sđm Điện áp (KVA) (V) (Hz) 1800 380/220 50 Tần số 116 Số cực, pha, dây RPM cực, pha, dây 1500 SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp Chương 11:NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN 11.1 Nối đất an toàn 11.1.1 Các khái niệm chung *Các phận cần nối đất ( vỏ kim loại): phần dẫn điện thiết bị bình thường khơng có điện, nhiên điều kiện hư hỏng xuất điện áp - Đường cáp: + Ống dẫn + Các cách điện giấy vỏ chì, bọc giáp khơng + Cáp bọc kim loại cách điện giấy chất khống Thiết bị đóng cắt: phần tháo rời - Thiết bị: vỏ kim loại thiết bị có cách điện loại - Các phần tử không điện: + Kết cấu kim loại đặt cáp (khay cáp, thang cáp…); - + Vật thể kim loại: + gần dây dẫn không dẫn + tiếp xúc với thiết bị điện * Các phận không cần nối đất (không coi phần vỏ kim loại) - Các đường, ống như: + Đi dây cách điện + Bảng điện gỗ hay vật liệu cách điện + Dây cáp khơng có vỏ kim loại - Thiết bị đóng cắt: dạng kín có cấu trúc cách điện - Thiết bị: thiết bị có cách điện loại II *Các phần coi phận nối đất tự nhiên (vật dẫn tự nhiên) - Các phần tử cấu trúc tòa nhà: + Kết cấu kim loại bêtông cốt thép: + Khung kim loại 117 SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp + Bản cọc sắt + Bản bêtông cốt thép + Bề mặt: + nhà tường có kết cấu bêtơng cốt thép có bề mặt tự nhiên; + sàn lót gạch + Kết cấu bọc kim loại: tường bọc kim loại - Các phần tử khác: + Ống kim loại, ống dẫn kim loại chứa gaz, nước…; + Các phần tử có kim loại (thùng chứa, bể chứa…) + Các kết cấu kim loại phòng tắm, giặt, vệ sinh… Các phần không coi vật dẫn tự nhiên: - + + + + Sàn nhà gỗ Sàn bọc cao su Tường gạch Thảm thảm gắn tường 11.1.2 Tính tốn nối đất an tồn Đối với mạng điện có điện áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm không vượt 4Ω (riêng với thiết bị nhỏ, công suất tổng máy phát điện, máy biến áp không 100KVA cho phép đến 10Ω) Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở khơng qua 10Ω Các thông số ban đầu: - Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 4Ω - Điện trở suất đất: Chung cư xây dựng Thành Phố HCM: ρđất = 20 – 100 Ωm Giả sử thời điểm đo ρđất =80 Ωm - Hệ số thay đổi điện trở suất đất theo mùa 𝐾𝑚 118 SV: Trương Hồi Khánh Ly Khóa luận tốt nghiệp Hình thức nối đất Độ sâu đặt phận nối đất Hệ số thay đổi điện trở suất (m) Cọc đóng thẳng đứng - 0.8 1.4 Chọn cọc tiếp đất: Cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng có đường kính d = 20 (mm), cọc dài L=3 (m), số cọc n=9 cọc, độ chôn sâu cọc: h = 0.8 (m), khoảng cách hai cọc gần a=6 (m) - Dây nối cọc tiếp đất dây đồng trần có tiết diện 50mm2 - Tính điện trở nối đất 𝜌 = 𝜌đấ𝑡 ∗ 𝐾𝑚 = 80 ∗ 1.4 = 112 (Ω𝑚) 𝑟𝑐 = 𝜌 4𝐿 2ℎ + 𝐿 112 4∗3 ∗ 0.8 + [ln ( )] ∗ [ln ( )] ∗ = 2𝜋𝐿 1.36 ∗ 𝑑 4ℎ + 𝐿 ∗ 3.14 ∗ 1.36 ∗ 0.02 ∗ 0.8 + = 26.85 (Ω) Vớ 𝑎 𝑙 i số cọc n=9, tỷ số = = 2, từ bảng 3.8 (sách An toàn điện- Quyền Huy Ánh), dùng phương pháp nội suy, ta 𝜂𝑐 = 0.755 Điện trở hệ thống cọc: 𝑅𝑐 = 𝑟𝑐 𝑛∗𝜂𝑐 = 26.85 9∗0.755 = 3.95 (Ω)