Thiết kế cấp điện cho công trình h CT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND

Thiết kế cấp điện cho công trình h CT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND LỜI NÓI ĐẦU Cung cấp điện là một ngành khá qua trọng trong xã hội loài người, cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kỹ thuật nước ta trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng. Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế xã hội. Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thuơg mại, dịch vụ... gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới. Do đó mà chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quan trọng. Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể. Nay em được giao đề tài “ Thiết kế cấp điện cho công trình HCT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND tại KĐTM Văn Phú, Phú La, Hà Đông.” MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG 1 1.1 Giới thiệu chung 1 1.1.1 Đặc điểm hộ tiêu thụ điện 1 1.1.2 Những yêu cầu cơ bản đối với thiết kế cung cấp điện 1 1.2 Tổng quan về kiến trúc nhà cao tầng 2 1.2.1 Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng 2 1.2.2 Đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng 4 1.2.3 Giới thiệu tổng quan về công trình thiết kế 5 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN KHU NHÀ 8 2.1 Đặt vấn đề 8 2.1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 9 2.1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho chung cư 10 2.1.3 Quy chuẩn thiết kế điện 12 2.2 Xác định phụ tải tính toán cho toàn khu nhà 12 2.2.1 Xác định phụ tải ưu tiên. 12 2.2.2 Xác định phụ tải không ưu tiên 22 2.2.3 Xác định phụ tải của tòa nhà 27 2.2.4 Dự báo phụ tải điện 27 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP 28 3.1 Phương án cấp điện 28 3.2 Xác định nguồn trung áp 28 3.2.1 Nguồn trung áp 28 3.2.2 Sơ đồ cung cấp nguồn trung áp 29 3.3 Chọn máy biến áp 29 3.3.1 Các loại trạm biến áp 29 3.3.2 Chọn máy biến áp 31 3.3.3 Chọn máy phát điện 33 3.4 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ trung áp 33 3.4.1 Lựa chọn cáp phía trung áp 33 3.4.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ phía trung áp 34 3.4.3 Kiểm tra các thiết bị bảo vệ trung áp 37 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 41 4.1 Chọn dây dẫn, thiết bị trong mạch hạ áp 41 4.2 Tủ phân phối phụ tải không ưu tiên 47 4.3 Tủ phân phối phụ tải ưu tiên 49 4.4 Thiết kế cấp điện cho một tầng điển hình tháp A 54 4.4.1 Sơ đồ cấp điện một tầng tháp A 55 4.4.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho một căn hộ tháp A 57 4.5 Thiết kế cấp điện cho một tầng điển hình tháp B 59 4.5.1 Sơ đồ cấp điện một tầng tháp B 59 4.5.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho một căn hộ tháp A 61 4.6 Tính toán công suất phản kháng 63 4.6.1 Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong tòa nhà 63 4.6.2 Xác định dung lượng bù 65 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Phối cảnh dự án 5 Hình 1.2 Mặt bằng dự án 7 Hình 2.1 Mặt bằng khu vực hầm 17 Hình 2.2. Mặt bằng tầng 1 18 Hình 2.3. Mặt bằng tầng 2 20 Hình 2.4. Mặt bằng căn hộ Tháp A 23 Hình 2.5. Mặt bằng căn hộ Tháp B 25 Hình 3.1. Trạm biến áp hợp bộ 30 Hình 3.2. Trạm biến áp treo 30 Hình 3.3. Trạm biến áp cột 31 Hình 4.1. Sơ đồ cấp điện tổng 54 Hình 4.2. Mặt bằng thang máng cấp điện tầng Tháp A 55 Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý tủ tầng Tháp A 56 Hình 4.4.Mặt bằng thiết bị căn hộ Tháp A 57 Hình 4.5.Sơ đồ nguyên lý cấp điện căn hộ Tháp A 58 Hình 4.6. Mặt bằng thang máng cấp điện Tháp B 59 Hình 4.7.Sơ đồ nguyên lý tủ tầng tháp B 60 Hình 4.8. Mặt bằng thiết bị căn hộ Tháp B 61 Hình 4.9. Nguyên lý cấp điện căn hộ Tháp B 62 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng :1 Bảng tổng hợp diện tích sử dụng từng tầng 6 Bảng 2.2. Quy chuẩn, quy phạm thiết kế điện 12 Bảng 4.6. Lựa chọn thanh dẫn. 51 Bảng 4.7 thông số kĩ thuật cáp tổng ưu tiên. 52 Bảng 4.8. thông số kỹ thuật cáp thang máy. 52 Bảng 4.9. thông số kỹ thuật cáp bơm nước cứu hỏa. 52 Bảng 4.10. thông số kỹ thuật cáp bơm nước sinh hoạt. 53 Bảng 4.11. thông số kỹ thuật cáp bơm nước thải. 53 Bảng 4.12. Thông số kĩ thuật cáp cấp đèn hành lang tầng. 53 Bảng 4.13. Thông số kỹ thuật cáp cấp đèn cầu thang tầng. 54 Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ. 56 Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ. 60 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG Giới thiệu chung Đặc điểm hộ tiêu thụ điện Hộ tiêu thụ điện là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện. Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành 3 loại sau đây : Hộ tiêu thụ loại 1: là hộ tiêu thụ mà không thể bị mất điện bởi nếu bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối với tính mạng con người hoặc gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, hoặc gây rối loạn xã hội. Đối với hộ loại 1, phải được cung cấp ít nhất là hai nguồn điện độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng nóng để đảm bảo độ tin cậy cấp điện cao. Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ điện mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế, đình đốn sản xuất. Cung cấp điện cho hộ loại hai thường có thêm nguồn dự phòng. Ở đây phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do bị ngừng cung cấp điện. Hộ loại 3: Là hộ tiêu thụ mà có thể mất điện như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ ... cho phép mất điện trong khoảng thời gian ngắn để sửa chữa khắc phục sự cố, mà không gây ảnh hưởng thiệt hại nhiều. Những yêu cầu cơ bản đối với thiết kế cung cấp điện Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải. Với những công trình quan trọng cấp quốc gia như Hội trường Quốc hội, Nhà khách Chính phủ, Ngân hàng nhà nước, Đại sứ quán, khu quân sự, sân bay, hải cảng v. v...phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ tình huống nào cũng không thể mất điện, tất cả các thiết bị làm việc trong hệ thống phải có độ tin cậy cấp điện cao. Những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất tốt nhất là đặt máy phát điện dự phòng, khi mất điện lưới sẽ dùng điện máy phát cấp cho những phụ tải quan trọng như lò, phân xưởng sản xuất chính, ...Khách sạn cũng nên đặt máy phát dự phòng. Tuy nhiên, quyền quyết định đặt máy phát dự phòng hoàn toàn do phía khách hàng quyết định. Người thiết kế chỉ là cố vấn, gợi ý, giúp họ cân nhắc so sánh lựa chọn phương án cấp điện. Chất lượng điện: Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Người thiết kế phải đảm bảo điện áp cho khách hàng. An toàn: Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao: An toàn cho người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình. Kinh tế: Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án. Mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm riêng, đều có những mâu thuẫn giưa hai mặt kinh tế và kỹ thuật. Thường đánh giá kinh tế phương án cấp điện qua hai đại lượng, vốn đầu tư và phí tổn vận hành. Ngoài bốn yêu cầu trên, người thiết kế còn cần lưu ý sao cho hệ thống cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển v.v ... Tổng quan về kiến trúc nhà cao tầng Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước tiến rõ rệt, đời sống và nhu cầu của người dân ngày càng nâng cao. Cùng với sự tăng trưởng đó, trên địa bàn các thành phố lớn đã xuất hiện các toà nhà cao tầng hiện đại dùng làm các văn phòng, trung tâm thương mại hay nhà ở cho người dân. Việc ứng dụng và phát triển xây dựng nhà cao tầng sẽ đảm bảo điều kiện cho người sử dụng nâng cao dân trí và cải thiện chất lượng sống ( ăn, ở, mặc, đi lại, bảo vệ sức khoẻ, sinh hoạt văn hoá, làm việc, học tập ..), Phát huy năng lực trí tuệ tiềm tàng của con người, tạo phong cách làm việc ngăn nắp, năng động, hiệu quả. Kiến trúc nhà cao tầng có những ưu việt nổi bật sau: Tiết kiệm đất xây dựng : Tiết kiệm đất xây dựng, đó là động lực chủ yếu của việc phát triển kiến trúc nhà cao tầng ở thành phố. Sự phát triển của kinh tế đô thị và tập trung dân số đã làm tăng thêm nhu cầu phát triển nhà cửa dẫn tới sự căng thẳng về đất đai xây dựng, vì vậy phải làm sao trên một diện tích đất có hạn mà vẫn xây dựng nhà cửa được nhiều và tôt Ở những khu dân cư đông đúc của thành phố xây dựng những công trình thương nghiệp cao tầng có thể tăng diện tích sàn gấp nhiều lần xây dựng nhà một tầng, hiệu quả tiết kiệm đất rất rõ rệt. Có lợi cho công tác sản xuất và sử dụng Kiến trúc nhà cao tầng khiến cho công tác và sinh hoạt của con người được không gian hoá, khiến cho sự liên hệ theo chiều ngang và theo chiều đứng có thể kết hợp lại với nhau, rút ngắn diện tích tương hỗ, tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu suất và làm tiện lợi cho việc sử dụng. Ví dụ, đối với khách sạn nếu đem khối nhà ở, nhà ăn, các khu công cộng , các phòng hành chính quản trị làm việc, Gara ô tô phân bố vào nhiều toà nhà khác nhau và ít tầng, không những đã chiếm dụng một diện tích xây dựng lớn, mà còn đem lại rất nhiều điều bất tiện cho khách ở và công tác quản lý; nếu đem các thành phần trên gộp lại trong một công trình cao tầng thì sẽ rất thuận tiện. Đối với ngành công nghiệp nhẹ và kỹ thuật cao, nếu đem các phân xưởng, kho vật liệu và thành phẩm, hệ thống sinh hoạt và quản lý xắp xếp trên mặt đất, thời gian trung chuyển phi sản xuất và chi phí quản sẽ chiếm tỷ trọng lớn; nếu tập trung vào một công trình cao tầng, có thể rút ngắn mạng lưới đường ống và khoảng cách vận chuyển của quá trình sản suất, giảm giá thành xây dựng. Tạo điều kiện cho việc phát triển kiến trúc đa chức năng. Để giải quyết các mâu thuẫn giữa công tác sinh hoạt và cư trú của con người trong sự phát triển của đô thị đã xuất hiện các yêu cầu đáp ứng mọi loại sử dụng trong một công trình kiến trúc độc nhất. Ví dụ : trong nhà ở ngoài những phòng ở còn phải có các phương tiện phục vụ và các yêu cầu mua bán các loại thương phẩm phục vụ hàng ngày, cho nên ngoài việc xây dựng nhà ở còn phải xây các công trình dịch vụ và thương nghiệp. Nếu đem hai yếu tố trên kết hợp lại, ở các tầng dưới của nhà ở thiết kế các không gian lớn, để bố trí trong đó các dịch vụ thương nghiệp, dẫn tới tiết kiệm đất xây dựng và tiện nghi thêm cho cuộc sống cho con người. Làm phong phú thêm bộ mặt của đô thị. Căn cứ vào đặc điểm của các thành phố và khu vực, chú ý thiết kế quy hoạch, bố trí các kiến trúc cao tầng có số tầng khác nhau và hình thức khác nhau, có thể tạo được những hình dáng đẹp cho thành phố. Một số kiến trúc cao tầng kiệt xuất luôn luôn trở thành những cảnh quan và tiêu chí mới, chúng trở thành những bộ phận quan trọng của bộ mặt đô thị. Kiến trúc nhà cao tầng có thể đưa đến những không gian tự do của mặt đất nhiều hơn, phía dưới có thể làm sân bãi nghỉ ngơi công cộng hoặc để trồng cây cối tạo nên những khung cảnh đẹp cho đô thị; ở trên đỉnh mái của những nhà cao tầng có thể bố trí những công trình quay được hoặc nhưng nơi để giải trí, dùng để cho khách tham quan, đẩy mạnh dịch vụ du lịch. Đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng Các nhà cao tầng (hàng chục tầng trở nên) là một hộ tiêu thụ đặc biệt trong một nhà cao tầng như vậy bao gồm cả khu dân cư,khu văn phòng,khu thương mại dich vụ các tòa nhà này ngày càng được thiết kế và thi công theo tiêu chuẩn người tiêu dùng, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy và an toàn cao. Do những đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng có đặc điểm khác so với đối tượng cấp điện khác nên hệ thống trong nhà cao tâng có những đặc điểm cơ bản sau: Phụ tải phong phú và đa dạng (điện áp, công suất pha…) Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ác quy, máy phát…) Không gian lắp đặt bị hạn chế và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật trong kiến trúc xây dựng. Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng. Giới thiệu tổng quan về công trình thiết kế Hình 1.1. Khu nhà ở Hibrand khi hoàn thiện Dự án đầu tư xây dựng khu nhà ở Hibrand nằm trong khu đô thị mới Văn Phú, Phú La, Hà Đông là khu đô thị mới hạng sang bậc nhất của Hà Đông hiện tại. Hibrand Văn Phú nằm ngay tại ngã tư điểm giao giữa đường Quang Trung và Lê Trọng Tấn. Vị trí dự án Hibrand ngay gần kề với trung tâm hành chính của quận Hà Đông. Quy mô của dự án được xây dựng gồm 2 tháp A và B. Mỗi tháp 25 tầng trong đó: 2 tầng hầm sâu với mục đích của các tầng hầm là để xe và không gian để thiết kế các phòng kỹ thuật cơ điện như trạm biến áp, máy phát, phòng quạt thông gió, kỹ thuật điều hòa. Các tầng 1,2 là trung tâm thương mại và dịch vụ. Tầng 323 là khu chung cư cao cấp. Ngoài ra còn có tầng kỹ thuật (áp mái) để bố trí hệ thống kỹ thuật, như phòng kỹ thuật thang máy, kỹ thuật tăng áp… Dưới dây là bảng tổng hợp về diện tích sử dụng của từng tầng. Bảng 1.1: Bảng tổng hợp diện tích sử dụng từng tầng STT Tầng Công năng sử dụng Diện tích (M2) 1 Hầm B1 Sảnh để xe, kho, các phòng kĩ thuật, bể chứa 7469 2 Hầm B2 Sảnh để xe, kho, các phòng kĩ thuật, bể chứa 7470 3 Tầng 1 Các phòng trực, trạm biến áp, trung tâm thương mại và dịch vụ, WC 4887 4 Tầng 2 Trung tâm thương mại, dịch vụ, sảnh sinh hoạt chung 4664 5 Tầng 3 Khu nhà ở 3125 6 Tầng 4,5 Khu nhà ở 3125 7 Tầng 622 tháp A Khu nhà ở 1572 8 Tầng 622 tháp B Khu nhà ở 1552 9 Tầng 23 tháp A các phòng kĩ thuật 1606 10 Tầng 23 tháp B các phòng kĩ thuật 1575 11 Mái tháp A Bể nước 1606 12 Mái tháp B Bể nước 1575 Hình 1.2. Mặt bằng dự án XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN KHU NHÀ Đặt vấn đề Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên là xác định phụ tải điện của nó. Tùy theo qui mô của công trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm, hoặc hơn nữa. Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Người thiết kế chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải ngắn hạn, còn về dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề lớn, rất phức tạp. Vì vậy ta thường không quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương pháp chính mà thôi. Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành. Lấy phụ tải đó làm phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ,… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng,… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương pháp vận hành hệ thống,… Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ,… Ngược lại, nếu phụ tải được tính toán lớn hơn phụ tải thực tế, thì các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư… Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại, những phương pháp đơn giản, khối lượng tính toán ít hơn thì chỉ cho kết quả gần đúng. Có thể đưa ra đây phương pháp được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán a) Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt = knc. Pđ Trong đó: knc : Hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật. Pđ : công suất đặt của thiết bị. b) Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ptt = khd. Ptb Trong đó: khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật. Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW) c) Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ptt = Ptb ± βσ Trong đó: Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW). σ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. β: hệ số tán xạ của σ d) Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Ptt = kmax. Ptb Trong đó: Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW) kmax: hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq, ksd) ksd: hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật. Pđ: công suất đặt của thiết bị, (KW) e) Phương pháp xác định PTTT theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: Trong đó: a0: suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (KWhđvsp). M: số sản phẩm sản xuất được trong một năm. Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h). f) Phương pháp xác định PTTT theo công suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích: Ptt = p0. F Trong đó: P0: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (Wm2). F: diện tích bố trí thiết bị, (m2) Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho chung cư a) Phụ tải tính toán của toàn bộ các căn hộ trong nhà ở PCH tính theo công thức: PCH = Pch. n Trong đó: Pch: suất phụ tải tính toán (KW1hộ) cho mỗi căn hộ . n: số căn hộ trong một tòa nhà b) Công suất tính toán cho nhà ở tập thể ,nhà chung cư,nhà trọ : PNO = PCH + 0,9PĐL PĐL phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực trong nhà, (KW) PCH – phụ tải tính toán của khối căn hộ trong nhà (KW) c) Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy PTM = PT. KNC. N PT :công suất đặt của một thang máy N: số lượng các thang máy KNC¬¬ : hệ số nhu cầu Bảng 2.1: Hệ số yêu cầu với nhà có thang máy.( trích : TCVN 9206 – 2012) Số tầng Hệ số yêu cầu khi số thang máy 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 7 8 – 9 10 – 11 12 – 13 14 – 15 16 – 17 18 – 19 20 – 24 25 – 30 1 1 0,85 0,90 0,95 1 1 1 0,70 0,75 0,80 0,85 0,97 1 1 1 1 0,55 0,65 0,70 0,73 0,85 0,90 1 1 1 0,55 0,60 0,63 0,65 0,75 0,80 0,90 0,95 1 0,45 0,55 0,56 0,58 0,70 0,75 0,80 0,85 1 0,45 0,50 0,52 0,55 0.66 0,70 0,75 0,80 0,90 0,42 0,45 0,48 0,50 0,60 0,65 0,70 0,75 0,85 0,40 0,42 0,45 0,47 0,58 0,60 0,67 0,70 0,80 0,38 0,40 0,42 0,44 0,56 0,55 0,57 0,66 0,75 d) Hệ số đồng thời tính toán lưới điện nhà ở lấy bằng 0,80 ÷ 0,85. e) Phụ tải tính toán của lưới điện cung cấp cho các ổ cắm điện: PÔC ( khi không có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện cho các ổ cắm này) với mạng điện 2 nhóm trở lên ( nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm), tính theo công thức sau: PÔC = 300. n (W) Trong đó: n là số lượng ổ cắm điện.   Quy chuẩn thiết kế điện Bảng 2.2. Quy chuẩn, quy phạm thiết kế điện STT Viết tắt Tên quy chuẩn, quy phạm 1 QCXDVN Quy chuẩn xây dựng Việt nam 2 QCVN 09:2013 Quy chuẩn Việt nam – các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả 3 11 TCN 18:21:2006 Quy phạm trang bị điện 4 TCVN 7447:2007 Hệ thống lắp đặt điện hạ áp 5 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế 6 TCXD 9206:2012 Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế 7 TCVN4756:1989 Quy phạm nối đất và nối không 8 TCXD 16:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng 9 TCVN 7114:2002 Nguyên lý ECGÔNÔMI thị giác – Chiếu sáng cho hệ thống làm việc trong nhà 10 TCXDVN 333: 2005 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị – Tiêu chuẩn thiết kế. 11 TCVN 462007 Chống sét cho các công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống Xác định phụ tải tính toán cho toàn khu nhà Xác định phụ tải ưu tiên. Phụ tải ưu tiên gồm có: Thang máy . Bơm PCCC. Quạt thông gió hầm. Quạt tăng áp, hút khói. Chiếu sáng hành lang, cầu thang các tầng. Cấp điện 2 tầng hầm, tầng 1 đến tầng 2 khu thương mại dịch vụ và tầng tum kỹ thuật. Bơm sinh hoạt Bơm nước thải Nguồn dự phòng ở đây sử dụng máy phát dự phòng. Phụ tải này ngoài nguồn điện nối từ lưới điện còn có nguồn dự phòng. Công suất, số lượng của thang máy và các loại bơm của phụ tải ưu tiên được cho trước ở dạng công suất đặt. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực Công suất tác dụng tính toán của thang máy là: P_TM=P_T.K_nc.n Trong đó: P_TM công suất đặt của một thang máy. P_T=10 kW ¬¬K_nc hệ số nhu cầu ( lấy K_nc=0.9 theo bảng 2.1 ) n số thang máy (chung cư sắp xếp 7 thang máy) P_TM=P_T.K_nc.n=10.0,9.7=63 kW Công suất tính toán phản kháng của thang máy là: Q_TM=P_TM.tan⁡φ Chọn cos⁡φ=0,65=> tan⁡φ=1,17 Vậy Q_TM=P_TM.tan⁡φ=63 .1,17=73,7 kVAR Công suất tính toán toàn phần của thang máy : S_TM=√(〖P_TM〗2+〖Q_TM〗2 )=√(〖63〗2+〖73,7〗2 )=97 kVA Công suất tác dụng tính toán của hệ thống bơm sinh hoạt là: Trong tòa nhà có: máy bơm sinh hoạt khu căn hộ, máy bơm nước thải, máy bơm tăng áp. Công suất hệ thống bơm được tính: P_B=K_đt.(P_BSH.n_BSH+P_BNT.n_BNT+P_BTA.n_BTA) Trong đó: Bơm sinh hoạt: P_BSH=20kW, số lượng: n_BSH=4 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Bơm nước thải: P_BNT=2,2 kW, số lượng: n_BNT=6 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Bơm tăng áp: P_BTA=4 kW, số lượng: n_BTA=1 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Hệ số đồng thời K_đt=0,8 P_B=K_đt.(P_BSH.n_BSH+P_BNT.n_BNT+P_BTA.n_BTA )=0,8.(20.4+2,2.6+4.1)=97,2 kW Công suất tính toán phản kháng của hệ thống bơm sinh hoạt: Q_B=P_B.tan⁡φ Với cos⁡φ=0,65=>tan⁡φ=1,17 Vậy Q_B=P_B.tan⁡φ=97,2.1,17=114 kVAR Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy bơm là: S_B=√(〖P_B〗2+〖Q_B〗2 )=√(〖97,2〗2+〖114〗2 )=150 kVA Công suất tác dụng tính toán của hệ thống Phòng cháy chữa cháy là: Hệ thống Phòng cháy chữa cháy trong tòa nhà gồm có: Bơm PCCC: PB.PCCC = 60kW, số lượng: n_(B.PCCC)=1 (giả định kỹ sư PCCC cấp thông tin tải) Quạt thông gió PCCC: PF.PCCC = 30kW Công suất hệ thống Phòng cháy chữa cháy: PPCCC = PB.PCCC.nB.PCCC + PF.PCCC = 60.1 + 30 = 90kW Q_CC=P_CC.tan⁡φ Với cos⁡φ=0,65=>tan⁡φ=1,17 Vậy QCC = PCC.tanφ = 90.1,17 = 105,3 kVAR LỜI NÓI ĐẦU Cung cấp điện là một ngành khá qua trọng trong xã hội loài người, cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kỹ thuật nước ta trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng. Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế xã hội. Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thuơg mại, dịch vụ... gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới. Do đó mà chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quan trọng. Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể. Nay em được giao đề tài “ Thiết kế cấp điện cho công trình HCT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND tại KĐTM Văn Phú, Phú La, Hà Đông.” MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG 1 1.1 Giới thiệu chung 1 1.1.1 Đặc điểm hộ tiêu thụ điện 1 1.1.2 Những yêu cầu cơ bản đối với thiết kế cung cấp điện 1 1.2 Tổng quan về kiến trúc nhà cao tầng 2 1.2.1 Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng 2 1.2.2 Đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng 4 1.2.3 Giới thiệu tổng quan về công trình thiết kế 5 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN KHU NHÀ 8 2.1 Đặt vấn đề 8 2.1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 9 2.1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho chung cư 10 2.1.3 Quy chuẩn thiết kế điện 12 2.2 Xác định phụ tải tính toán cho toàn khu nhà 12 2.2.1 Xác định phụ tải ưu tiên. 12 2.2.2 Xác định phụ tải không ưu tiên 22 2.2.3 Xác định phụ tải của tòa nhà 27 2.2.4 Dự báo phụ tải điện 27 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP 28 3.1 Phương án cấp điện 28 3.2 Xác định nguồn trung áp 28 3.2.1 Nguồn trung áp 28 3.2.2 Sơ đồ cung cấp nguồn trung áp 29 3.3 Chọn máy biến áp 29 3.3.1 Các loại trạm biến áp 29 3.3.2 Chọn máy biến áp 31 3.3.3 Chọn máy phát điện 33 3.4 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ trung áp 33 3.4.1 Lựa chọn cáp phía trung áp 33 3.4.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ phía trung áp 34 3.4.3 Kiểm tra các thiết bị bảo vệ trung áp 37 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 41 4.1 Chọn dây dẫn, thiết bị trong mạch hạ áp 41 4.2 Tủ phân phối phụ tải không ưu tiên 47 4.3 Tủ phân phối phụ tải ưu tiên 49 4.4 Thiết kế cấp điện cho một tầng điển hình tháp A 54 4.4.1 Sơ đồ cấp điện một tầng tháp A 55 4.4.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho một căn hộ tháp A 57 4.5 Thiết kế cấp điện cho một tầng điển hình tháp B 59 4.5.1 Sơ đồ cấp điện một tầng tháp B 59 4.5.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho một căn hộ tháp A 61 4.6 Tính toán công suất phản kháng 63 4.6.1 Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong tòa nhà 63 4.6.2 Xác định dung lượng bù 65 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Phối cảnh dự án 5 Hình 1.2 Mặt bằng dự án 7 Hình 2.1 Mặt bằng khu vực hầm 17 Hình 2.2. Mặt bằng tầng 1 18 Hình 2.3. Mặt bằng tầng 2 20 Hình 2.4. Mặt bằng căn hộ Tháp A 23 Hình 2.5. Mặt bằng căn hộ Tháp B 25 Hình 3.1. Trạm biến áp hợp bộ 30 Hình 3.2. Trạm biến áp treo 30 Hình 3.3. Trạm biến áp cột 31 Hình 4.1. Sơ đồ cấp điện tổng 54 Hình 4.2. Mặt bằng thang máng cấp điện tầng Tháp A 55 Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý tủ tầng Tháp A 56 Hình 4.4.Mặt bằng thiết bị căn hộ Tháp A 57 Hình 4.5.Sơ đồ nguyên lý cấp điện căn hộ Tháp A 58 Hình 4.6. Mặt bằng thang máng cấp điện Tháp B 59 Hình 4.7.Sơ đồ nguyên lý tủ tầng tháp B 60 Hình 4.8. Mặt bằng thiết bị căn hộ Tháp B 61 Hình 4.9. Nguyên lý cấp điện căn hộ Tháp B 62 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng :1 Bảng tổng hợp diện tích sử dụng từng tầng 6 Bảng 2.2. Quy chuẩn, quy phạm thiết kế điện 12 Bảng 4.6. Lựa chọn thanh dẫn. 51 Bảng 4.7 thông số kĩ thuật cáp tổng ưu tiên. 52 Bảng 4.8. thông số kỹ thuật cáp thang máy. 52 Bảng 4.9. thông số kỹ thuật cáp bơm nước cứu hỏa. 52 Bảng 4.10. thông số kỹ thuật cáp bơm nước sinh hoạt. 53 Bảng 4.11. thông số kỹ thuật cáp bơm nước thải. 53 Bảng 4.12. Thông số kĩ thuật cáp cấp đèn hành lang tầng. 53 Bảng 4.13. Thông số kỹ thuật cáp cấp đèn cầu thang tầng. 54 Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ. 56 Bảng 5.17. Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ. 60 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG Giới thiệu chung Đặc điểm hộ tiêu thụ điện Hộ tiêu thụ điện là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện. Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành 3 loại sau đây : Hộ tiêu thụ loại 1: là hộ tiêu thụ mà không thể bị mất điện bởi nếu bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối với tính mạng con người hoặc gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, hoặc gây rối loạn xã hội. Đối với hộ loại 1, phải được cung cấp ít nhất là hai nguồn điện độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng nóng để đảm bảo độ tin cậy cấp điện cao. Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ điện mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế, đình đốn sản xuất. Cung cấp điện cho hộ loại hai thường có thêm nguồn dự phòng. Ở đây phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do bị ngừng cung cấp điện. Hộ loại 3: Là hộ tiêu thụ mà có thể mất điện như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ ... cho phép mất điện trong khoảng thời gian ngắn để sửa chữa khắc phục sự cố, mà không gây ảnh hưởng thiệt hại nhiều. Những yêu cầu cơ bản đối với thiết kế cung cấp điện Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải. Với những công trình quan trọng cấp quốc gia như Hội trường Quốc hội, Nhà khách Chính phủ, Ngân hàng nhà nước, Đại sứ quán, khu quân sự, sân bay, hải cảng v. v...phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ tình huống nào cũng không thể mất điện, tất cả các thiết bị làm việc trong hệ thống phải có độ tin cậy cấp điện cao. Những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất tốt nhất là đặt máy phát điện dự phòng, khi mất điện lưới sẽ dùng điện máy phát cấp cho những phụ tải quan trọng như lò, phân xưởng sản xuất chính, ...Khách sạn cũng nên đặt máy phát dự phòng. Tuy nhiên, quyền quyết định đặt máy phát dự phòng hoàn toàn do phía khách hàng quyết định. Người thiết kế chỉ là cố vấn, gợi ý, giúp họ cân nhắc so sánh lựa chọn phương án cấp điện. Chất lượng điện: Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Người thiết kế phải đảm bảo điện áp cho khách hàng. An toàn: Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao: An toàn cho người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình. Kinh tế: Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án. Mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm riêng, đều có những mâu thuẫn giưa hai mặt kinh tế và kỹ thuật. Thường đánh giá kinh tế phương án cấp điện qua hai đại lượng, vốn đầu tư và phí tổn vận hành. Ngoài bốn yêu cầu trên, người thiết kế còn cần lưu ý sao cho hệ thống cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển v.v ... Tổng quan về kiến trúc nhà cao tầng Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước tiến rõ rệt, đời sống và nhu cầu của người dân ngày càng nâng cao. Cùng với sự tăng trưởng đó, trên địa bàn các thành phố lớn đã xuất hiện các toà nhà cao tầng hiện đại dùng làm các văn phòng, trung tâm thương mại hay nhà ở cho người dân. Việc ứng dụng và phát triển xây dựng nhà cao tầng sẽ đảm bảo điều kiện cho người sử dụng nâng cao dân trí và cải thiện chất lượng sống ( ăn, ở, mặc, đi lại, bảo vệ sức khoẻ, sinh hoạt văn hoá, làm việc, học tập ..), Phát huy năng lực trí tuệ tiềm tàng của con người, tạo phong cách làm việc ngăn nắp, năng động, hiệu quả. Kiến trúc nhà cao tầng có những ưu việt nổi bật sau: Tiết kiệm đất xây dựng : Tiết kiệm đất xây dựng, đó là động lực chủ yếu của việc phát triển kiến trúc nhà cao tầng ở thành phố. Sự phát triển của kinh tế đô thị và tập trung dân số đã làm tăng thêm nhu cầu phát triển nhà cửa dẫn tới sự căng thẳng về đất đai xây dựng, vì vậy phải làm sao trên một diện tích đất có hạn mà vẫn xây dựng nhà cửa được nhiều và tôt Ở những khu dân cư đông đúc của thành phố xây dựng những công trình thương nghiệp cao tầng có thể tăng diện tích sàn gấp nhiều lần xây dựng nhà một tầng, hiệu quả tiết kiệm đất rất rõ rệt. Có lợi cho công tác sản xuất và sử dụng Kiến trúc nhà cao tầng khiến cho công tác và sinh hoạt của con người được không gian hoá, khiến cho sự liên hệ theo chiều ngang và theo chiều đứng có thể kết hợp lại với nhau, rút ngắn diện tích tương hỗ, tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu suất và làm tiện lợi cho việc sử dụng. Ví dụ, đối với khách sạn nếu đem khối nhà ở, nhà ăn, các khu công cộng , các phòng hành chính quản trị làm việc, Gara ô tô phân bố vào nhiều toà nhà khác nhau và ít tầng, không những đã chiếm dụng một diện tích xây dựng lớn, mà còn đem lại rất nhiều điều bất tiện cho khách ở và công tác quản lý; nếu đem các thành phần trên gộp lại trong một công trình cao tầng thì sẽ rất thuận tiện. Đối với ngành công nghiệp nhẹ và kỹ thuật cao, nếu đem các phân xưởng, kho vật liệu và thành phẩm, hệ thống sinh hoạt và quản lý xắp xếp trên mặt đất, thời gian trung chuyển phi sản xuất và chi phí quản sẽ chiếm tỷ trọng lớn; nếu tập trung vào một công trình cao tầng, có thể rút ngắn mạng lưới đường ống và khoảng cách vận chuyển của quá trình sản suất, giảm giá thành xây dựng. Tạo điều kiện cho việc phát triển kiến trúc đa chức năng. Để giải quyết các mâu thuẫn giữa công tác sinh hoạt và cư trú của con người trong sự phát triển của đô thị đã xuất hiện các yêu cầu đáp ứng mọi loại sử dụng trong một công trình kiến trúc độc nhất. Ví dụ : trong nhà ở ngoài những phòng ở còn phải có các phương tiện phục vụ và các yêu cầu mua bán các loại thương phẩm phục vụ hàng ngày, cho nên ngoài việc xây dựng nhà ở còn phải xây các công trình dịch vụ và thương nghiệp. Nếu đem hai yếu tố trên kết hợp lại, ở các tầng dưới của nhà ở thiết kế các không gian lớn, để bố trí trong đó các dịch vụ thương nghiệp, dẫn tới tiết kiệm đất xây dựng và tiện nghi thêm cho cuộc sống cho con người. Làm phong phú thêm bộ mặt của đô thị. Căn cứ vào đặc điểm của các thành phố và khu vực, chú ý thiết kế quy hoạch, bố trí các kiến trúc cao tầng có số tầng khác nhau và hình thức khác nhau, có thể tạo được những hình dáng đẹp cho thành phố. Một số kiến trúc cao tầng kiệt xuất luôn luôn trở thành những cảnh quan và tiêu chí mới, chúng trở thành những bộ phận quan trọng của bộ mặt đô thị. Kiến trúc nhà cao tầng có thể đưa đến những không gian tự do của mặt đất nhiều hơn, phía dưới có thể làm sân bãi nghỉ ngơi công cộng hoặc để trồng cây cối tạo nên những khung cảnh đẹp cho đô thị; ở trên đỉnh mái của những nhà cao tầng có thể bố trí những công trình quay được hoặc nhưng nơi để giải trí, dùng để cho khách tham quan, đẩy mạnh dịch vụ du lịch. Đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng Các nhà cao tầng (hàng chục tầng trở nên) là một hộ tiêu thụ đặc biệt trong một nhà cao tầng như vậy bao gồm cả khu dân cư,khu văn phòng,khu thương mại dich vụ các tòa nhà này ngày càng được thiết kế và thi công theo tiêu chuẩn người tiêu dùng, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy và an toàn cao. Do những đặc điểm và kiến trúc nhà cao tầng có đặc điểm khác so với đối tượng cấp điện khác nên hệ thống trong nhà cao tâng có những đặc điểm cơ bản sau: Phụ tải phong phú và đa dạng (điện áp, công suất pha…) Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ác quy, máy phát…) Không gian lắp đặt bị hạn chế và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật trong kiến trúc xây dựng. Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng. Giới thiệu tổng quan về công trình thiết kế Hình 1.1. Khu nhà ở Hibrand khi hoàn thiện Dự án đầu tư xây dựng khu nhà ở Hibrand nằm trong khu đô thị mới Văn Phú, Phú La, Hà Đông là khu đô thị mới hạng sang bậc nhất của Hà Đông hiện tại. Hibrand Văn Phú nằm ngay tại ngã tư điểm giao giữa đường Quang Trung và Lê Trọng Tấn. Vị trí dự án Hibrand ngay gần kề với trung tâm hành chính của quận Hà Đông. Quy mô của dự án được xây dựng gồm 2 tháp A và B. Mỗi tháp 25 tầng trong đó: 2 tầng hầm sâu với mục đích của các tầng hầm là để xe và không gian để thiết kế các phòng kỹ thuật cơ điện như trạm biến áp, máy phát, phòng quạt thông gió, kỹ thuật điều hòa. Các tầng 1,2 là trung tâm thương mại và dịch vụ. Tầng 323 là khu chung cư cao cấp. Ngoài ra còn có tầng kỹ thuật (áp mái) để bố trí hệ thống kỹ thuật, như phòng kỹ thuật thang máy, kỹ thuật tăng áp… Dưới dây là bảng tổng hợp về diện tích sử dụng của từng tầng. Bảng 1.1: Bảng tổng hợp diện tích sử dụng từng tầng STT Tầng Công năng sử dụng Diện tích (M2) 1 Hầm B1 Sảnh để xe, kho, các phòng kĩ thuật, bể chứa 7469 2 Hầm B2 Sảnh để xe, kho, các phòng kĩ thuật, bể chứa 7470 3 Tầng 1 Các phòng trực, trạm biến áp, trung tâm thương mại và dịch vụ, WC 4887 4 Tầng 2 Trung tâm thương mại, dịch vụ, sảnh sinh hoạt chung 4664 5 Tầng 3 Khu nhà ở 3125 6 Tầng 4,5 Khu nhà ở 3125 7 Tầng 622 tháp A Khu nhà ở 1572 8 Tầng 622 tháp B Khu nhà ở 1552 9 Tầng 23 tháp A các phòng kĩ thuật 1606 10 Tầng 23 tháp B các phòng kĩ thuật 1575 11 Mái tháp A Bể nước 1606 12 Mái tháp B Bể nước 1575 Hình 1.2. Mặt bằng dự án XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN KHU NHÀ Đặt vấn đề Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên là xác định phụ tải điện của nó. Tùy theo qui mô của công trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm, hoặc hơn nữa. Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Người thiết kế chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải ngắn hạn, còn về dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề lớn, rất phức tạp. Vì vậy ta thường không quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương pháp chính mà thôi. Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành. Lấy phụ tải đó làm phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ,… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng,… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương pháp vận hành hệ thống,… Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ,… Ngược lại, nếu phụ tải được tính toán lớn hơn phụ tải thực tế, thì các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư… Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại, những phương pháp đơn giản, khối lượng tính toán ít hơn thì chỉ cho kết quả gần đúng. Có thể đưa ra đây phương pháp được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán a) Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt = knc. Pđ Trong đó: knc : Hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật. Pđ : công suất đặt của thiết bị. b) Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ptt = khd. Ptb Trong đó: khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật. Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW) c) Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ptt = Ptb ± βσ Trong đó: Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW). σ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. β: hệ số tán xạ của σ d) Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Ptt = kmax. Ptb Trong đó: Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (KW) kmax: hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq, ksd) ksd: hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật. Pđ: công suất đặt của thiết bị, (KW) e) Phương pháp xác định PTTT theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: Trong đó: a0: suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (KWhđvsp). M: số sản phẩm sản xuất được trong một năm. Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h). f) Phương pháp xác định PTTT theo công suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích: Ptt = p0. F Trong đó: P0: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (Wm2). F: diện tích bố trí thiết bị, (m2) Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho chung cư a) Phụ tải tính toán của toàn bộ các căn hộ trong nhà ở PCH tính theo công thức: PCH = Pch. n Trong đó: Pch: suất phụ tải tính toán (KW1hộ) cho mỗi căn hộ . n: số căn hộ trong một tòa nhà b) Công suất tính toán cho nhà ở tập thể ,nhà chung cư,nhà trọ : PNO = PCH + 0,9PĐL PĐL phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực trong nhà, (KW) PCH – phụ tải tính toán của khối căn hộ trong nhà (KW) c) Công suất tính toán của nhóm phụ tải thang máy PTM = PT. KNC. N PT :công suất đặt của một thang máy N: số lượng các thang máy KNC¬¬ : hệ số nhu cầu Bảng 2.1: Hệ số yêu cầu với nhà có thang máy.( trích : TCVN 9206 – 2012) Số tầng Hệ số yêu cầu khi số thang máy 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 7 8 – 9 10 – 11 12 – 13 14 – 15 16 – 17 18 – 19 20 – 24 25 – 30 1 1 0,85 0,90 0,95 1 1 1 0,70 0,75 0,80 0,85 0,97 1 1 1 1 0,55 0,65 0,70 0,73 0,85 0,90 1 1 1 0,55 0,60 0,63 0,65 0,75 0,80 0,90 0,95 1 0,45 0,55 0,56 0,58 0,70 0,75 0,80 0,85 1 0,45 0,50 0,52 0,55 0.66 0,70 0,75 0,80 0,90 0,42 0,45 0,48 0,50 0,60 0,65 0,70 0,75 0,85 0,40 0,42 0,45 0,47 0,58 0,60 0,67 0,70 0,80 0,38 0,40 0,42 0,44 0,56 0,55 0,57 0,66 0,75 d) Hệ số đồng thời tính toán lưới điện nhà ở lấy bằng 0,80 ÷ 0,85. e) Phụ tải tính toán của lưới điện cung cấp cho các ổ cắm điện: PÔC ( khi không có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện cho các ổ cắm này) với mạng điện 2 nhóm trở lên ( nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm), tính theo công thức sau: PÔC = 300. n (W) Trong đó: n là số lượng ổ cắm điện.   Quy chuẩn thiết kế điện Bảng 2.2. Quy chuẩn, quy phạm thiết kế điện STT Viết tắt Tên quy chuẩn, quy phạm 1 QCXDVN Quy chuẩn xây dựng Việt nam 2 QCVN 09:2013 Quy chuẩn Việt nam – các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả 3 11 TCN 18:21:2006 Quy phạm trang bị điện 4 TCVN 7447:2007 Hệ thống lắp đặt điện hạ áp 5 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế 6 TCXD 9206:2012 Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế 7 TCVN4756:1989 Quy phạm nối đất và nối không 8 TCXD 16:1986 Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng 9 TCVN 7114:2002 Nguyên lý ECGÔNÔMI thị giác – Chiếu sáng cho hệ thống làm việc trong nhà 10 TCXDVN 333: 2005 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị – Tiêu chuẩn thiết kế. 11 TCVN 462007 Chống sét cho các công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống Xác định phụ tải tính toán cho toàn khu nhà Xác định phụ tải ưu tiên. Phụ tải ưu tiên gồm có: Thang máy . Bơm PCCC. Quạt thông gió hầm. Quạt tăng áp, hút khói. Chiếu sáng hành lang, cầu thang các tầng. Cấp điện 2 tầng hầm, tầng 1 đến tầng 2 khu thương mại dịch vụ và tầng tum kỹ thuật. Bơm sinh hoạt Bơm nước thải Nguồn dự phòng ở đây sử dụng máy phát dự phòng. Phụ tải này ngoài nguồn điện nối từ lưới điện còn có nguồn dự phòng. Công suất, số lượng của thang máy và các loại bơm của phụ tải ưu tiên được cho trước ở dạng công suất đặt. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực Công suất tác dụng tính toán của thang máy là: P_TM=P_T.K_nc.n Trong đó: P_TM công suất đặt của một thang máy. P_T=10 kW ¬¬K_nc hệ số nhu cầu ( lấy K_nc=0.9 theo bảng 2.1 ) n số thang máy (chung cư sắp xếp 7 thang máy) P_TM=P_T.K_nc.n=10.0,9.7=63 kW Công suất tính toán phản kháng của thang máy là: Q_TM=P_TM.tan⁡φ Chọn cos⁡φ=0,65=> tan⁡φ=1,17 Vậy Q_TM=P_TM.tan⁡φ=63 .1,17=73,7 kVAR Công suất tính toán toàn phần của thang máy : S_TM=√(〖P_TM〗2+〖Q_TM〗2 )=√(〖63〗2+〖73,7〗2 )=97 kVA Công suất tác dụng tính toán của hệ thống bơm sinh hoạt là: Trong tòa nhà có: máy bơm sinh hoạt khu căn hộ, máy bơm nước thải, máy bơm tăng áp. Công suất hệ thống bơm được tính: P_B=K_đt.(P_BSH.n_BSH+P_BNT.n_BNT+P_BTA.n_BTA) Trong đó: Bơm sinh hoạt: P_BSH=20kW, số lượng: n_BSH=4 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Bơm nước thải: P_BNT=2,2 kW, số lượng: n_BNT=6 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Bơm tăng áp: P_BTA=4 kW, số lượng: n_BTA=1 (giả định kỹ sư nước cấp thông tin tải) Hệ số đồng thời K_đt=0,8 P_B=K_đt.(P_BSH.n_BSH+P_BNT.n_BNT+P_BTA.n_BTA )=0,8.(20.4+2,2.6+4.1)=97,2 kW Công suất tính toán phản kháng của hệ thống bơm sinh hoạt: Q_B=P_B.tan⁡φ Với cos⁡φ=0,65=>tan⁡φ=1,17 Vậy Q_B=P_B.tan⁡φ=97,2.1,17=114 kVAR Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy bơm là: S_B=√(〖P_B〗2+〖Q_B〗2 )=√(〖97,2〗2+〖114〗2 )=150 kVA Công suất tác dụng tính toán của hệ thống Phòng cháy chữa cháy là: Hệ thống Phòng cháy chữa cháy trong tòa nhà gồm có: Bơm PCCC: PB.PCCC = 60kW, số lượng: n_(B.PCCC)=1 (giả định kỹ sư PCCC cấp thông tin tải) Quạt thông gió PCCC: PF.PCCC = 30kW Công suất hệ thống Phòng cháy chữa cháy: PPCCC = PB.PCCC.nB.PCCC + PF.PCCC = 60.1 + 30 = 90kW Q_CC=P_CC.tan⁡φ Với cos⁡φ=0,65=>tan⁡φ=1,17 Vậy QCC = PCC.tanφ = 90.1,17 = 105,3 kVAR

LỜI NÓI ĐẦU Cung cấp điện ngành qua trọng xã hội loài người, trình phát triển nhanh khoa học kỹ thuật nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quan trọng khơng thể thiếu ngành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu lĩnh vực nói riêng Trong năm gần nước ta đạt thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội Số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thuơg mại, dịch vụ gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể dự báo tiếp tục tăng nhanh năm tới Do mà cần đội ngũ người am hiểu điện để làm công tác thiết kế vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điện nói chung có khâu thiết kế cung cấp điện quan trọng Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức học trường vào việc thiết kế cụ thể Nay em giao đề tài “ Thiết kế cấp điện cho cơng trình H-CT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND KĐTM Văn Phú, Phú La, Hà Đơng.” MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu chung .1 1.1.1 Đặc điểm hộ tiêu thụ điện 1.1.2 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện 1.2 Tổng quan kiến trúc nhà cao tầng 1.2.1 Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng 1.2.2 Đặc điểm kiến trúc nhà cao tầng .4 1.2.3 Giới thiệu tổng quan cơng trình thiết kế CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỒN KHU NHÀ 2.1 Đặt vấn đề 2.1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 2.1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn cho chung cư 10 2.1.3 Quy chuẩn thiết kế điện .12 2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho tồn khu nhà 12 2.2.1 Xác định phụ tải ưu tiên .12 2.2.2 Xác định phụ tải không ưu tiên 22 2.2.3 Xác định phụ tải tòa nhà 27 2.2.4 Dự báo phụ tải điện 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP .28 3.1 Phương án cấp điện .28 3.2 Xác định nguồn trung áp .28 3.2.1 Nguồn trung áp 28 3.2.2 Sơ đồ cung cấp nguồn trung áp 29 3.3 Chọn máy biến áp 29 3.3.1 Các loại trạm biến áp 29 3.3.2 Chọn máy biến áp 31 3.3.3 Chọn máy phát điện 33 3.4 Chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ trung áp 33 3.4.1 Lựa chọn cáp phía trung áp .33 3.4.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ phía trung áp .34 3.4.3 Kiểm tra thiết bị bảo vệ trung áp 37 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN HẠ ÁP .41 4.1 Chọn dây dẫn, thiết bị mạch hạ áp .41 4.2 Tủ phân phối phụ tải không ưu tiên 47 4.3 Tủ phân phối phụ tải ưu tiên 49 4.4 Thiết kế cấp điện cho tầng điển hình tháp A 54 4.4.1 Sơ đồ cấp điện tầng tháp A 55 4.4.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho hộ tháp A 57 4.5 Thiết kế cấp điện cho tầng điển hình tháp B 59 4.5.1 Sơ đồ cấp điện tầng tháp B 59 4.5.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho hộ tháp A 61 4.6 Tính tốn cơng suất phản kháng 63 4.6.1 Ý nghĩa việc bù công suất phản kháng tòa nhà 63 4.6.2 Xác định dung lượng bù 65 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phối cảnh dự án Hình 1.2 Mặt dự án Hình 2.1 Mặt khu vực hầm 17 Hình 2.2 Mặt tầng 18 Hình 2.3 Mặt tầng 20 Hình 2.4 Mặt hộ Tháp A .23 Hình 2.5 Mặt hộ Tháp B .25 Hình 3.1 Trạm biến áp hợp 30 Hình 3.2 Trạm biến áp treo 30 Hình 3.3 Trạm biến áp cột 31 Hình 4.1 Sơ đồ cấp điện tổng 54 Hình 4.2 Mặt thang máng cấp điện tầng Tháp A .55 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý tủ tầng Tháp A 56 Hình 4.4.Mặt thiết bị hộ Tháp A 57 Hình 4.5.Sơ đồ nguyên lý cấp điện hộ Tháp A .58 Hình 4.6 Mặt thang máng cấp điện Tháp B 59 Hình 4.7.Sơ đồ nguyên lý tủ tầng tháp B 60 Hình 4.8 Mặt thiết bị hộ Tháp B 61 Hình 4.9 Nguyên lý cấp điện hộ Tháp B .62 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng :1 Bảng tổng hợp diện tích sử dụng tầng .6 Bảng 2.2 Quy chuẩn, quy phạm thiết kế điện 12 Bảng 4.6 Lựa chọn dẫn 51 Bảng 4.7 thông số kĩ thuật cáp tổng ưu tiên 52 Bảng 4.8 thông số kỹ thuật cáp thang máy 52 Bảng 4.9 thông số kỹ thuật cáp bơm nước cứu hỏa 52 Bảng 4.10 thông số kỹ thuật cáp bơm nước sinh hoạt 53 Bảng 4.11 thông số kỹ thuật cáp bơm nước thải 53 Bảng 4.12 Thông số kĩ thuật cáp cấp đèn hành lang tầng 53 Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật cáp cấp đèn cầu thang tầng 54 Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới hộ 56 Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới hộ 60 CHƯƠNG Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ CAO TẦNG 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Đặc điểm hộ tiêu thụ điện Hộ tiêu thụ điện phận quan trọng hệ thống cung cấp điện Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ phân thành loại sau : - Hộ tiêu thụ loại 1: hộ tiêu thụ mà bị điện bị ngừng cung cấp điện dẫn đến nguy hiểm tính mạng người gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân, gây rối loạn xã hội Đối với hộ loại 1, phải cung cấp hai nguồn điện độc lập phải có nguồn dự phịng nóng để đảm bảo độ tin cậy cấp điện cao - Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ điện mà bị ngừng cung cấp điện gây thiệt hại lớn kinh tế, đình đốn sản xuất Cung cấp điện cho hộ loại hai thường có thêm nguồn dự phịng Ở phải so sánh vốn đầu tư cho nguồn dự phòng hiệu kinh tế đưa lại bị ngừng cung cấp điện - Hộ loại 3: Là hộ tiêu thụ mà điện khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ cho phép điện khoảng thời gian ngắn để sửa chữa khắc phục cố, mà không gây ảnh hưởng thiệt hại nhiều 2.1.2 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện a) Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất yêu cầu phụ tải Với cơng trình quan trọng cấp quốc gia Hội trường Quốc hội, Nhà khách Chính phủ, Ngân hàng nhà nước, Đại sứ quán, khu quân sự, sân bay, hải cảng v v phải đảm bảo liên tục cấp điện mức cao nhất, nghĩa với tình điện, tất thiết bị làm việc hệ thống phải có độ tin cậy cấp điện cao Những đối tượng kinh tế nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất tốt đặt máy phát điện dự phòng, điện lưới dùng điện máy phát cấp cho phụ tải quan trọng lò, phân xưởng sản xuất chính, Khách sạn nên đặt máy phát dự phịng Tuy nhiên, quyền định đặt máy phát dự phòng Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng hồn tồn phía khách hàng định Người thiết kế cố vấn, gợi ý, giúp họ cân nhắc so sánh lựa chọn phương án cấp điện b) Chất lượng điện: Chất lượng điện đánh giá qua hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Người thiết kế phải đảm bảo điện áp cho khách hàng c) An tồn: Cơng trình cấp điện phải thiết kế có tính an tồn cao: An tồn cho người vận hành, người sử dụng an tồn cho thiết bị điện tồn cơng trình d) Kinh tế: Trong trình thiết kế thường xuất nhiều phương án Mỗi phương án có ưu nhược điểm riêng, có mâu thuẫn giưa hai mặt kinh tế kỹ thuật Thường đánh giá kinh tế phương án cấp điện qua hai đại lượng, vốn đầu tư phí tổn vận hành Ngồi bốn u cầu trên, người thiết kế cần lưu ý cho hệ thống cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển v.v 2.2 Tổng quan kiến trúc nhà cao tầng 2.2.1 Những ưu điểm kiến trúc nhà cao tầng Trong năm gần đây, kinh tế nước ta có bước tiến rõ rệt, đời sống nhu cầu người dân ngày nâng cao Cùng với tăng trưởng đó, địa bàn thành phố lớn xuất nhà cao tầng đại dùng làm văn phòng, trung tâm thương mại hay nhà cho người dân Việc ứng dụng phát triển xây dựng nhà cao tầng đảm bảo điều kiện cho người sử dụng nâng cao dân trí cải thiện chất lượng sống ( ăn, ở, mặc, lại, bảo vệ sức khoẻ, sinh hoạt văn hoá, làm việc, học tập ), Phát huy lực trí tuệ tiềm tàng người, tạo phong cách làm việc ngăn nắp, động, hiệu Kiến trúc nhà cao tầng có ưu việt bật sau:  Tiết kiệm đất xây dựng : Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng Tiết kiệm đất xây dựng, động lực chủ yếu việc phát triển kiến trúc nhà cao tầng thành phố Sự phát triển kinh tế đô thị tập trung dân số làm tăng thêm nhu cầu phát triển nhà cửa dẫn tới căng thẳng đất đai xây dựng, phải diện tích đất có hạn mà xây dựng nhà cửa nhiều tôt Ở khu dân cư đông đúc thành phố xây dựng cơng trình thương nghiệp cao tầng tăng diện tích sàn gấp nhiều lần xây dựng nhà tầng, hiệu tiết kiệm đất rõ rệt  Có lợi cho cơng tác sản xuất sử dụng Kiến trúc nhà cao tầng khiến cho công tác sinh hoạt người khơng gian hố, khiến cho liên hệ theo chiều ngang theo chiều đứng kết hợp lại với nhau, rút ngắn diện tích tương hỗ, tiết kiệm thời gian, nâng cao hiệu suất làm tiện lợi cho việc sử dụng Ví dụ, khách sạn đem khối nhà ở, nhà ăn, khu công cộng , phịng hành quản trị làm việc, Gara tơ phân bố vào nhiều tồ nhà khác tầng, khơng chiếm dụng diện tích xây dựng lớn, mà đem lại nhiều điều bất tiện cho khách công tác quản lý; đem thành phần gộp lại công trình cao tầng thuận tiện Đối với ngành công nghiệp nhẹ kỹ thuật cao, đem phân xưởng, kho vật liệu thành phẩm, hệ thống sinh hoạt quản lý xắp xếp mặt đất, thời gian trung chuyển phi sản xuất chi phí quản chiếm tỷ trọng lớn; tập trung vào cơng trình cao tầng, rút ngắn mạng lưới đường ống khoảng cách vận chuyển trình sản suất, giảm giá thành xây dựng  Tạo điều kiện cho việc phát triển kiến trúc đa chức Để giải mâu thuẫn công tác sinh hoạt cư trú người phát triển đô thị xuất yêu cầu đáp ứng loại sử dụng cơng trình kiến trúc độc Ví dụ : nhà ngồi phịng cịn phải có phương tiện phục vụ yêu cầu mua bán loại thương phẩm phục vụ hàng ngày, ngồi việc xây dựng nhà cịn phải xây cơng trình dịch vụ thương nghiệp Nếu đem hai yếu tố kết hợp lại, tầng nhà Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng thiết kế khơng gian lớn, để bố trí dịch vụ thương nghiệp, dẫn tới tiết kiệm đất xây dựng tiện nghi thêm cho sống cho người  Làm phong phú thêm mặt đô thị Căn vào đặc điểm thành phố khu vực, ý thiết kế quy hoạch, bố trí kiến trúc cao tầng có số tầng khác hình thức khác nhau, tạo hình dáng đẹp cho thành phố Một số kiến trúc cao tầng kiệt xuất luôn trở thành cảnh quan tiêu chí mới, chúng trở thành phận quan trọng mặt đô thị Kiến trúc nhà cao tầng đưa đến khơng gian tự mặt đất nhiều hơn, phía làm sân bãi nghỉ ngơi cơng cộng để trồng cối tạo nên khung cảnh đẹp cho đô thị; đỉnh mái nhà cao tầng bố trí cơng trình quay nơi để giải trí, dùng khách tham quan, đẩy mạnh dịch vụ du lịch 2.2.2 Đặc điểm kiến trúc nhà cao tầng Các nhà cao tầng (hàng chục tầng trở nên) hộ tiêu thụ đặc biệt nhà cao tầng bao gồm khu dân cư,khu văn phòng,khu thương mại dich vụ tòa nhà ngày thiết kế thi công theo tiêu chuẩn người tiêu dùng, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy an toàn cao Do đặc điểm kiến trúc nhà cao tầng có đặc điểm khác so với đối tượng cấp điện khác nên hệ thống nhà cao tâng có đặc điểm sau: - Phụ tải phong phú đa dạng (điện áp, công suất pha…) - Phụ tải tập trung không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao - Có hệ thống cấp nguồn dự phịng (ác quy, máy phát…) - Không gian lắp đặt bị hạn chế thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật kiến trúc xây dựng - Yêu cầu cao chế độ làm việc an toàn cho người sử dụng Chương 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho nhà cao tầng 2.2.3 Giới thiệu tổng quan cơng trình thiết kế Hình 1.1 Khu nhà Hibrand hoàn thiện Dự án đầu tư xây dựng khu nhà Hibrand nằm khu đô thị Văn Phú, Phú La, Hà Đông khu đô thị hạng sang bậc Hà Đông Hibrand Văn Phú nằm ngã tư điểm giao đường Quang Trung Lê Trọng Tấn Vị trí dự án Hibrand gần kề với trung tâm hành quận Hà Đông Quy mô dự án xây dựng gồm tháp A B Mỗi tháp 25 tầng đó: tầng hầm sâu với mục đích tầng hầm để xe khơng gian để thiết kế phòng kỹ thuật điện trạm biến áp, máy phát, phịng quạt thơng gió, kỹ thuật điều hòa Các tầng 1,2 trung tâm thương mại dịch vụ Tầng 3-23 khu chung cư cao cấp Ngồi cịn có tầng kỹ thuật (áp mái) để bố trí hệ thống kỹ thuật, phòng kỹ thuật thang máy, kỹ thuật tăng áp… Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp Hình 4.7 Mặt cấp điện tầng Tháp A Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp 5.4.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho hộ tháp A Hình 4.8.Mặt thiết bị hộ Tháp A Ở có thiết kế kiên trúc tương đối giống nên ta chọn hộ để thiết kế cung cấp điện cho hộ điển hình Căn hộ có phịng ngủ, phịng khách có bố trí thêm bàn ăn, phịng bếp, WC, logia hộ có cấu trúc thiết kế phù hợp cho hộ gia đình Căn hộ bố trí thiết kế thiết bị điện sau: Diện tích hộ: 103 m2 Gồm có: - 15 ổ cắm, 300W ổ cắm, - 40 đèn downlight tròn D120 – 12W, - đèn ốp tường Logia – 20W, - Đèn chùm – 50W, Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp - Bếp điện, 3000W, - Bình nước nóng 2000W, - Tổng điều hịa 5000W, Cơng suất điển hình hộ là: Hình 4.9.Sơ đồ nguyên lý cấp điện hộ Tháp A Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp 5.5Thiết kế cấp điện cho tầng điển hình tháp B Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp 5.5.1 Sơ đồ cấp điện tầng tháp B Hình 4.10 Mặt tầng Tháp B Do tầng điển hình có kiến trúc tương đối giống nên ta cần lựa chọn tầng để thiết kế cung cấp điện + Tầng có 14 hộ b Chọn aptomat Theo tính tốn chương 4.2 ta có: - Aptomat tầng Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp - Aptomat tới hộ (1 pha) Bảng 4.18 Chọn Aptomat điển hình tháp B Aptomat tầng Aptomat Phòng c Chọn dây dẫn Loại NS300N NS80N Uđm ,V 690 690 Itt ,A 157,5 45,5 Iđm , A 300 80 IN , KA 18 10 Số cực * Khi cấp điện cho phòng theo qui định ta cấp điện 220V vào phòng Do chọn dây dẫn cấp cho phịng ta tính theo điện áp pha U = 220V Tính chọn dây dẫn từ aptomat nhánh cấp cho hộ Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép Căn vào dịng điện tính tốn hộ ta chọn tiết diện dây cấp tới hộ Tra PL 4.23 (Tr,248 sổ tay TBĐ) ta chọn cáp ruột đồng lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo PVC (2 4) Bảng 4.19 Thông số kỹ thuật dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới hộ d, mm Fmm2 x 10 M, Vỏ Lõi 12 Min Max kg/km 8,8 10,5 127 r0, Ω/km Icp, A 200C 12,1 137 Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp Hình 4.11.Sơ đồ nguyên lý tủ tầng tháp B 5.5.2 Thiết kế cấp điện điển hình cho hộ tháp A Hình 4.12 Mặt thiết bị hộ Tháp B Ở có thiết kế kiên trúc tương đối giống nên ta chọn hộ để thiết kế cung cấp điện cho hộ điển hình Căn hộ có phịng ngủ, phịng khách có bố trí thêm bàn ăn, phịng bếp, WC, logia hộ có cấu trúc thiết kế phù hợp cho hộ gia đình Căn hộ bố trí thiết kế thiết bị điện sau: Diện tích hộ: 122 m2 Gồm có: - 18 ổ cắm, 300W ổ cắm, - 50 đèn downlight tròn D120 – 12W, - đèn ốp tường Logia – 20W, - Đèn chùm – 50W, Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp - Bếp điện, 3000W, - Bình nước nóng 2000W, - Tổng điều hịa 6000W, Cơng suất điển hình hộ là: Hình 4.13 Nguyên lý cấp điện hộ Tháp B Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp Hình 4.14 Mặt thang máng cấp điện Tháp B Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp 5.6Tính tốn cơng suất phản kháng 5.6.1 Ý nghĩa việc bù cơng suất phản kháng tịa nhà Phần lớn khu chung cư trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện khu chung cư có ý nghĩa khơng nhỏ kinh tế Hệ số công suất coslà tiêu để đánh giá khu chung cư dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay khơng, nâng cao hệ số công suất cos chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sử dụng điện Công suất tác dụng P công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Qúa trình trao đổi cơng suất Q MF hộ tiêu thụ trình dao động Trong chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q chu kỳ dịng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng địi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay MF điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q 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 hệ số cơng suất costn mạng nâng cao Q, P góc có quan hệ sau: arctg  P Q Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống góc giảm, kết cos tăng lên * Hệ số công suất cos nâng cao lên đưa đến hiệu sau: - Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện - Giảm tổn thất điện áp tổng mạng điện - Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp - Tăng khả phát máy phát điện a) Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos Nâng cao hệ số cơng suất cosφ tự nhiên tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng cơng suất phản kháng tiêu thụ làm cách như: hợp lý hoá q trình sản xuất, giảm thời gian chạy khơng tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động cosφ công suất hợp lý nâng cao hệ số cơng suất cos tự nhiên mang lại lợi ích lớn đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù Nâng cao hệ số công suất cosφ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng CSPK pha truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng b) Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho nhà máy dùng thiết bị bù sau: * Máy bù đồng bộ: - Có khả điều chỉnh trơn - Tự động với giá trị công suất phản kháng phát - Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dịng kích từ - Lắp ráp vận hành phức tạp - Gây tiếng ồn lớn - Tiêu thụ lượng công suất tác dụng lớn * Tụ điện : - Tổn thất cơng suất tác dụng - Lắp đặt , vận hành đơn giản , bị cố - Công suất phản kháng phát phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ - Có thể sử dụng nơi khô để đặt tụ - Giá thành rẻ - Công suất phản kháng phát theo bậc thang thay đổi Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp - Thời gian phục vụ , độ bền Từ đặc điểm trên, ta nhận thấy lựa chọn thết bị bù tụ điện tĩnh có ưu điểm giá đơn vị phản kháng phát không đổi nên thuận lợi cho việc chia nhỏ thành nhóm đặt gần phụ tải Mặt khác, tụ điện tĩnh tiêu thụ cơng suất tác dụng , từ ~5 W vận hành đơn giản cố 5.6.2 Xác định dung lượng bù *Hệ số cos toàn nhà Hệ số cos = 0,75 (Theo tính tốn từ chương 2) PTN= 2660,21 (KW) QTN = 2008,32 (KVAR) Tổn thất cho phép theo quy định từ 0,85 ~ 0,9; ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số Cosφ * Xác định dung lượng bù Dung lượng bù cần thiết cho tòa nhà xác định theo công thức: Qbù = PTT(tg1 - tg2 ).α Trong đó: PTT - phụ tải tác dụng tính tốn nhà DN (KW) 1 - góc ứng với hệ số cơng suất tính tốn trước bù cos1 = 0,7 2 - góc ứng với hệ số cơng suất bắt buộc sau bùcos2 = 0.85 Ta có: cos1 = 0,75 => tg1=0,88 cos2 = 0.85 => tg2 = 0,62 Với tịa nhà thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = PCT1(tg1 - tg2) = 2660,21 (0,88 -0,62)=691 (KVAR) Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp *Kiểm tra dung lượng bù PTN = 2660,21 (KW) Ssau bù = Vậy sau bù hệ số thỏa mãn theo yêu cầu điện lực Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án với hướng dẫn tận tình giảng viên Th.s Nguyễn Thị Thu Hiền Em hoàn thành đề tài giao “Thiết kế cấp điện cho cơng trình H-CT1 dự án đầu tư xây dựng khu nhà HI BRAND KĐTM Văn Phú, Phú La, Hà Đông ” Thông qua đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện thực giúp em hiểu biết rõ ràng em học suốt thời gian qua Đối với em, đồ án thực phù hợp với kiến thức em tích lũy học thiết kế hệ thống cung cấp điện Do kiến thức kinh nghiệm thực tế hạn chế nên nội dung đồ án khó tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô môn để nội dung báo cáo đồ án em hoàn tiẹn Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.s Nguyễn Thị Thu Hiền hướng dẫn giúp đỡ tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Đó kiến thức giúp em thực tốt nhiệm vụ tốt nghiệp nên tảng cho công việc sau em Em xin chân thành cảm ơn ! Chương 4: Thiết kế cấp điện hạ áp TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách hướng dẫn thiết kế cung cấp điện ( Nhà xuất Xây dựng Hồ Đắc Lộc ) Sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 KV ( Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật NGÔ HỒNG QUANG) Tiêu chuẩn Việt Nam 9206-2012 Quy chuẩn 09-2017 Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN Quy chuẩn Việt Nam-các cơng trình xây dựng sử dụng lượng có hiệu QCVN Quy phạm trang bị điện 11 TCN 18:21:2016 Hệ thống lắp đặt điện hạ áp TCVN 7447:2007 Chiếu sáng nhân tạo cơng trình dân dụng TCXD 16:1986 ... cung cấp điện cho nhà cao tầng 2.2.3 Giới thiệu tổng quan cơng trình thiết kế H? ?nh 1.1 Khu nhà Hibrand hoàn thiện Dự án đầu tư xây dựng khu nhà Hibrand nằm khu đô thị Văn Phú, Phú La, H? ? Đông khu. .. kế cấp điện điển h? ?nh cho h? ?? tháp A 57 4.5 Thiết kế cấp điện cho tầng điển h? ?nh tháp B 59 4.5.1 Sơ đồ cấp điện tầng tháp B 59 4.5.2 Thiết kế cấp điện điển h? ?nh cho h? ?? tháp... ) Công suất chiếu sáng cầu thang: Công suất phản kháng: Công suất toàn phần: c) Phụ tải chiếu sáng khu TMDV  Phụ tải chiếu sáng khu vực h? ??m Chương 2: Xác định phụ tải tính tốn cho tồn khu nhà