Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng kim thi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ CAO TẦNG KIM THI Giảng viên hướng dẫn : Trần Đình Dũng Giảng viên phản biện : Ths Phạm Hồng Nam Sinh viên thực : Cao Xuân Bách MSSV : 135D5103010039 Lớp : 54K2 - CNKT Điện, Điện tử Vinh, tháng 05 năm 2018 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ CHUNG CƯ TẦNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Những yêu cầu chung thiết kế dự án cung cấp điện 1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng 1.3.1 Đáp ứng tốt chất lượng điện 1.3.2 Độ tin cậy cấp điện cao 1.3.3 Đảm bảo an toàn điện 1.3.4.Đảm bảo phù hợp kinh tế 1.4 Phân loại hộ tiêu thụ điện 1.5 Tổng quan tòa nhà chung cư tầng CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỊA NHÀ 2.1 Giới thiệu phương pháp tính phụ tải tính tốn 2.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 2.1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 2.1.3 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị thành phẩm 2.1.4 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại 2.1.5 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số hình dạng 12 2.1.6 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch trung bình bình phương 12 2.1.7 Phương pháp xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị 12 2.1.8 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt, hệ số sử dụng hệ số đồng thời 13 2.2.Phụ tải động lực chung 13 2.2.1 Hệ thống thang máy 13 2.2.2 Hệ thống bơm nước 14 2.3 Phụ tải chiếu sáng chung 15 2.4 Phụ tải chiếu sáng khu dịch vụ,khu sinh họat cộng đồng,phòng máy bơm, nhàxe, kho rác, trạm điện, phòng vệ sinh tầng 1, sảnh tầng 1,phòng bảo vệ 16 2.5 Phụ tải hộ tầng 19 2.5.1 Phụ tải hộ tầng 19 2.6 Phụ tải tòa nhà 27 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 29 3.1.Thiết lập mặt cấp điện cho hộ 29 3.1.1.Mục đích thiết kế cấp điện nội thất 29 3.1.2.Yêu cầu bước thiết kế cấp điện nội thất 29 3.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện 30 3.3.Đi dây nhà 30 3.4.Sơ đồ mặt cấp điện tầng cấp điện hộ tầng 2-9 32 3.5 Chọn công suất máy phát điện 32 CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐIỆN 33 4.1 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 33 Có ba phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn cáp: 33 - Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế dòng điện Jkt 33 4.1.1 Chọn theo điều kiện mật độ kinh tế dòng điện 33 4.1.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 34 4.1.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép 34 4.2 Chọn dây dẫn, dây cáp hệ thống cung cấp điện 35 4.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn từ bảng điện hộ đến thiết bịđiện pha 35 4.2.2.Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện nhóm dẫn đến hộ (bảng điện chính) 35 4.2.3.Chọn tiết diện dây dẫn đến tủ điện tầng 36 4.2.4.Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối trạm điện đến tầng 36 4.2.5.Chọn tiết diện dây dẫn đến hệ thống thang máy 36 4.2.6 Chọn tiết diện dây dẫn đến phòng máy bơm 37 4.2.7 Chọn tiết diện dây dẫn cho mạng chiếu sáng chung 37 4.3.ChọnAptomat 37 4.3.1 Chọn Aptomat tổng 38 4.3.2.Chọn Aptomat cho mạch động lực 38 4.3.3 Chọn Aptomat cho mạch sinh hoạt 38 4.3.4.Chọn Aptomat cho mạch chiếu sáng chung: 40 CHƯƠNG 5: CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN ĐIỆN 41 5.1.Nối đất 41 5.1.1 Mục đích việc nối đất 41 5.1.2.Nối đất bảo vệ 41 5.1.3.Nối đất hình lưới 41 5.1.4 Nối đất lặp lại 42 5.1.5 Tính toán nối đất 42 5.2.Chống sét 44 5.2.1 Hiện tượng sét 44 5.2.2.Hậu phóng điện sét 44 5.2.3.Chống sét 45 5.2.4.Hệ thống chống sét cho tòa nhà 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Cơng nghiệp điện lực giữ vai trị quan trọng công xây dựng đất nước.Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Một lực lượng đông đảo cán kỹ thuật ngành điện lực tham gia thiết kế, lắp đặt cơng trình cấp điện Việc trang bị kiến thức hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt người, cung cấp điện cho thiết bị khu vực kinh tế, khu chế xuất, xí nghiệp cần thiết Thiết kế hệ thống cung cấp điện việc làm khó Một cơng trình điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn, … ) Ngoài ra, người thiết kế cịn phải có hiểu biết định xã hội, môi trường, đối tượng cấp điện Cơng trình thiết kế q dư thừa gây lãng phí đất đai, ngun vật liệu Cơng trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết, lợi nhuận) gây hậu khôn lường: gây cố điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng tài sản người dân Từ thực tiễn em chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng Kim Thi”, với hướng dẫn thầy giáo Trần Đình Dũng Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em cảm ơn, ghi nhận ý kiến góp ý tất thầy cô giáo em chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Đình Dũng hướng dẫn em hoàn thành đề tài Vinh, tháng 04 năm 2018 CHƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ CHUNG CƯ TẦNG 1.1 Giới thiệu chung Trong thị lớn, có tốc độ thị hố cao, dân số ngày tăng nhanh, cơng trình giao thơng địi hỏi ngày mở rộng diện tích đất thị ngày bị thu hẹp.Vì việc phát triển nhà chung cư cao tầng khuynh hướng tất yếu để giải gánh nặng nhà cho người dân Đặc điểm cung cấp điện cho nhà cao tầng lắp đặt không gian chật hẹp, mật độ phụ tải cao, yêu cầu cao độ tin cậy, an toàn mỹ thuật 1.2 Những yêu cầu chung thiết kế dự án cung cấp điện Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phần tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn kinh tế Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đầy đủ điện với chất lượng cao Trong trình thiết kế điện phuơng án cho tối ưu thoả mãn yêu cầu sau: - Tính khả thi cao; - Vốn đầu tư nhỏ; - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải; - Chi phí vận hành hàng năm thấp; - Đảm bảo an toàn cho người dùng thiết bị; - Thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện, đảm bảo độ lệch dao động điện áp nhỏ nằm giới hạn cho phép so với điện áp định mức Ngoài thiết kế cần phải ý đến yêu cầu phát triển tương lai, giảm ngắn thời gian thi cơng lắp đặt tính mỹ quan cơng trình 1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng Hiện địa bàn thành phố lớn nước ta xuất tòa nhà cao tầng dùng làm văn phòng, khách sạn hay trung tâm thương mại, khu chung cư cao tầng Các tòa nhà thiết kế thi công theo tiêu chuẩn kỹ thuật tiên tiến Hệ thống cấp điện nhà cao tầng có đặc điểm sau: - Phụ tải phong phú đa dạng; - Mật độ phụ tải tương đối cao; - Lắp đặt khơng gian chật hẹp; - Có hệ thống cấp nguồn dự phòng ắc quy, máy phát… - Không gian lắp đặt hạn chế thỏa mãn yêu cầu mỹ thuật kiến trúc xây dựng; - Yêu cầu cao chế độ làm việc, an toàn cho người sử dụng thiết bị; Đối với tịa nhà cao tầng q trình thiết kế cấp điện định hướng tuân theo yêu cầu đặc điểm Thiết kế cấp điện cho tòa nhà chung cư cao tầng công việc phức tạp, để đảm bảo đủ yêu cầu số lượng, chất lượng điện vấn đề liên quan khác, người kỹ sư thiết kế phải trang bị tốt kiến thức yêu cầu sau: 1.3.1 Đáp ứng tốt chất lượng điện Khi đời sống kinh tế, văn hóa xã hội ngày nâng cao, thiết bị điện phục vụ nhu cầu giải trí sinh hoạt người ngày phong phú, đa dạng đại dẫn đến nhu cầu sử dụng lượng điện ngày lớn Chất lượng điện đánh giá thông qua hai tiêu tần số điện áp.Nhiệm vụ người thiết kế tính toán đảm bảo chất lượng điện áp cho thiết bị dùng điện, ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành tuổi thọ thiết bị 1.3.2 Độ tin cậy cấp điện cao Là tòa nhà chung cư phục vụ cho nhu cầu ăn sinh hoạt hộ dân, mật độ dân số tịa nhà cao Nếu xảy tình trạng điện gây lộn xộn, trật tự, vệ sinh, ảnh đến sinh hoạt hộ dân tịa nhà Vì vậy, cung cấp điện phải đảm bảo liên tục, tránh tình trạng gián đoạn Nếu có cố điện cần phải giải cách nhanh chóng để rút ngắn thời gian điện đảm bảo sinh hoạt hộ tòa nhà 1.3.3 Đảm bảo an toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải có tính an tồn cao để bảo vệ người vận hành, người sử dụng bảo vệ cho thiết bị điện Vì vậy, phải chọn sơ đồ, cách dây phải rõ ràng để tránh trường hợp vận hành nhầm, tính tốn lựa chọn dây dẫn khí cụ đóng cắt xác Chọn thiết bị tính sử dụng, phù hợp với cấp điện áp dịng điện làm việc Ngồi việc tính tốn xác, lựa chọn thiết bị khí cụ điện phải nắm quy định an tồn điện, hiểu rõ mơi trường đặc điểm cấp điện, phải có dẫn, cảnh báo nơi nguy hiểm cao để nâng cao ý thức người sử dụng 1.3.4 Đảm bảo phù hợp kinh tế Khi thiết kế thường đưa nhiều phương án lựa chọn để giải vấn đề dẫn điện đường dây không hay cáp ngầm, có nên đặt máy phát dự phịng khơng,… phương án có ưu nhược điểm riêng Vì vậy, thiết kế cung cấp điện cho vừa đảm bảo nhu cầu sử dụng điện lại vừa hợp lý kinh tế Đánh giá kinh tế kỹ thuật phương án cấp điện gồm đại lượng chính: vốn đầu tư ban đầu chi phí vận hành Ngồi u cầu trên, tùy theo điều kiện cụ thể tịa nhà điều kiện khí hậu tự nhiên, vị trí địa lý, mục đích sử dụng,… người thiết kế cần ý đến: tính thẩm mỹ, tính đại, dễ sử dụng, dễ phát triển tương lai… 1.4 Phân loại hộ tiêu thụ điện Hộ tiêu thụ điện tất thiết bị tiêu thụ điện biến thành dạng lượng khác Theo độ tin cậy cung cấp điện chia làm loại hộ tiêu thụ: - Hộ loại 1: Là hộ có cố, ngừng cung cấp điện gây hậu nguy hiểm đến tính mạng người, thiệt hại kinh tế dẫn đến hư hỏng thiết bị, ảnh hướng đến trị, … hộ loại có độ tin cậy cung cấp điện cao, thường dùng nguồn nhằm hạn chế đến mức thấp việc điện Thời gian điện thời gian tự đóng nguồn (nguồn dự trữ) Ví dụ: Phịng mổ, phịng điều trị đặc biệt bệnh viện, trung tâm hội nghị quốc gia, quốc tế, chương trình truyền hình trực tiếp chương trình lớn, nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phịng phủ, Quốc hội, lị luyện thép, hệ thống rađa quân sự, … - Hộ loại 2: Là hộ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế, hỏng sản phẩm, lãng phí sức lao động, … Cung cấp điện hộ loại thường dùng nguồn dự phòng khơng có Điều cịn phụ thuộc vào việc so sánh vốn đầu tư giá trị thiệt hại kinh tế ngừng cung cấp điện Ví dụ: Các phân xưởng khí, xí nghiệp cơng nghiệp, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạm bơm tưới tiêu, … Hộ loại 3: Là hộ lại, cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy - thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa không ngày đêm Thông thường hộ loại cung cấp điện từ nguồn 1.5 Tổng quan tòa nhà chung cư tầng Là tòa nhà chung cư khu liên hợp tòa nhà chung cư cao tầng khu dịch vụ Tòa nhà xây dựng diện tích khoảng 655m2, gồm có tầng - Tầng 1: Sử dụng với chức hỗn hợp bao gồm: sảnh, khu vực dịch vụ, phòng bảo vệ, phòng vệ sinh chung, nhà xe, hộp kỹ thuật điện, phòng máy bơm kho rác - Tầng ÷ 9: gồm hộ, giống kiến trúc Mỗi tầng gồm có 10 hộ +Căn hộ 201, 204, 207 210: Diện tích: 91,98 m2 Gồm: phịng khách, phòng ngủ, phòng bếp, phòng tắm vệ sinh ban công +Căn hộ 202, 205, 206 209 Diện tích: 83,48 m2 Gồm: phịng khách, phịng ngủ, phòng bếp, phòng tắm vệ sinh ban cơng +Căn hộ 203 208: Diện tích: 60,9 m2 Gồm: phòng khách, phòng ngủ, phòng bếp, phòng vệ sinh ban công Sơ đồ mặt tầng ÷ Trong tịa nhà có nhiều phụ tải điện chia làm nhóm: - Phụ tải chung tòa nhà: Thang máy, máy bơm nước, đèn chiếu sáng hành lang, chiếu sáng cầu thang sảnh - Phụ tải hộ: Tivi, tủ lạnh, điều hịa nhiệt độ, bình nóng lạnh, máy giặt, quạt điện, đèn chiếu sáng, … Căn vào loại phụ tải, mức độ thiết yếu sử dụng phân loại hộ tiêu thụ điện phân loại hộ tiêu thụ điện tòa nhà sau: Aptomat bảo vệ trạm bơm Aptomat bảo vệ mạch thang máy Aptomat bảo vệ cho mạch tầng Aptomat bảo vệ mạch chiếu sáng chung Aptomat bảo vệ cho hộ 4.3.1 Chọn Aptomat tổng I = Stt 3.0,38 = 507,8 3.0,38 = 771,52A Tra bảng PL IV.6 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 250 đến 1000A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngơ Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thông số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm SA604-G 800 380 4.3.2.Chọn Aptomat cho mạch động lực Mạch động lực gồm thang máy động trạm bơm Xác định dòng định mức thang máy: I TM = PTM 3.cos.U = 8,94 3.0,38.0,54 = 25,15A Tra bảng PL IV.5 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 10 đến 2250A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm EA53-G 30 380 Xác định dòng định mức trạm bơm: I TrB = PTrB 3.cos.U = 16,83 3.0,38.0,75 = 34A Tra bảng PL IV.5 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 10 đến 2250A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại EA53-G Số cực Iđm 40 4.3.3 Chọn Aptomat cho mạch sinh hoạt 38 Uđm 380 a, Chọn Aptomat cho hộ Xác định dòng định mức hộ: I ttCH = PttCH = = 42,4A U.cos 0,22.0,75 Tra bảng PL IV.5 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 10 đến 2250A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm EA102-G 75 220 b, Chọn Aptomat cho nhóm hộ Cơng suất tính tốn nhóm là: Pnhóm = 6,57 + 6,57+ 6,57 + 6,57 + 5,0048 = 31.28kW Dịng điện tính tốn nhóm là: I tt = 31, 28 = 63,36 A 3.0,38.0, 75 Tra bảng PL IV.5 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 10 đến 2250A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau Loại Số cực Iđm Uđm EA103-G 75 380 c, Chọn Aptomat cho tầng Cơng suất tính tốn tầng là: Ptầng = 8,8 kW Dịng điện tính tốn tầng là: I tt = 8,8 = 53,33 A 0, 22.0, 75 Tra bảng PL IV.6 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 250 đến 1000A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm EA102-G 60 220 d, Chọn Aptomat cho tầng hộ 39 Cơng suất tính tốn tầng là: Ptầng = 31,32.2 = 62,64 kW Dịng điện tính tốn tầng là: I tt = 62, 64 = 126,89 A 3.0,38.0, 75 Tra bảng PL IV.6 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 250 đến 1000A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm SA404-H 250 380 4.3.4.Chọn Aptomat cho mạch chiếu sáng chung: Cơng suất tính tốn mạng chiếu sáng chung là: 3,44 kW Lấy hệ số cosφ trung bình Dịng điện tính tốn chiếu sáng chung là: I tt = 3, 44 = 15,64 A 0, 22.1 Tra bảng PL IV.5 – Thông số kỹ thuật aptomat từ 10 đến 2250A Nhật chế tạo, trang 284 Sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm Uđm EA52-G 20 220 40 CHƯƠNG 5: CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN ĐIỆN 5.1 Nối đất 5.1.1 Mục đích việc nối đất Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho người người 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 tượng 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 lượng dịng điện qua người (nói cách khác giảm điện áp vỏ thiết bị) đến trị số an toàn người chạm vào vỏ thiết bị bị chạmvỏ 5.1.2.Nối đất bảo vệ Khi cách điện phận mang điện bị hư hỏng, bị chọc thủng, phần kim loại thiết bị điện hay máy móc khác thường trước khơng có điện mang hoàn toàn điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, người bị tổn thương dịng điện gâynên Mục đích nối đất để đảm bảo an tồn cho người 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 người Như 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 toàn cho người 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 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… 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 riênglẻ) 5.1.3.Nối đất hình lưới Để khắc phục nhược điểm nối đất tập trung người ta sử dụng hình thức nối 41 đất mạch vịng Đó hình thức dùng nhiều cọc đóng theo chu vi khu vực đặt thiết bị điện Tác dụng: giảm đồng thời Utx Ub 5.1.4 Nối đất lặp lại Nối đất lặp lại thực nơi lưới điện nhằm mục đích giảm thấp điện áp dây trung tính đề phịng dây trung tính bị đứt nguy hiểm người tiếp xúc với vỏ thiết bị Nối đất lặp lại thực điểm sau: - Cách 250m dọc theo chiều dài đườngdây - Tại điểm rẽ nhánh đườngdây - Điểm cuối đườngdây 5.1.5 Tính tốn nối đất Như biết điện trở nối đất cho phép trạm điện 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 kngang= 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, đường kính 42 d= cm đóng sâu cách mặt đất h = 0,75m Chiều sâu trung bình cọc: htb = h + l 250 = 75 + = 200 cm 2 Điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa xác định theo công thức: kcoc 0  2l 4htb + l   ln + ln  2 l  d 4htb − l  Rcoc = = 1,5.0, 75  2.250 4200 + 250  + ln  ln  = 31, 72 2 250  4200 − 250  Sơ chọn số lượng cọc: N = Rcoc 31, 72 = = 7,9 => chọn n = cọc Rnt Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi: L = ( 4,7 + 6,7 ) = 22,8 m Khoảng cách trung bình cọc : la = Tỷ lệ: L 22,8 = = 2,85 m n la 2,85 = = 1,1 l 2,5 Tra đường cong ứng với tỷ lệ : la = 1,1 số lượng cọc ,ta xác định hệ l số lợi dụng cọc tiếp địa coc = 0,58 nối  nga = 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 l chiều dài l chúng,trang 490, sách tập cung cấp điện TS Trần Quang Khánh) Chọn nối tiếp địa thép có kích thước bxc = 50x6 cm Điện trở tiếp xúc nối ngang: Rngang = kngang 0 2 l ln 2L2 2.0,75.104 2.22802 = ln = 11,03 b.h 2.3,14.2280 5.75 Điện trở thực tế nối có xét đến hệ số lợi dụng ηnga R , ngang = Rngang ngang = 11, 03 = 30, 64 0,36 Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối ngang là: 43 R, nt = R, ngang Rnt R ngang − Rnt , = 30, 64.4 = 4, 6 30, 64 − Số lượng cọc thức nct = Rcoc 31, 72 = = 11,89 , coc R nt 0,58.4, =>chọnnct = 12 cọc 5.2 Chống sét 5.2.1 Hiện tượng sét Sét tượng phóng điện đám mây tích điện trái dấu mây đất cường độ điện trường đạt đến trị số cường độ phóng điện khơng khí Đặc điểm: – Khi bắt đầu phóng điện, Umây -mây Umây -đất ≈ triệuV, – Isét ≈ chục ngàn ampe đến hàng trăm ngànampe, – Imax= 200 KA ÷ 300K Năng lượng sét phóng điện lớn phá hoại cơng trình, thiết bị, nhà cửa, gây chết người súc vật,… Để bảo vệ chống sét người ta sử dụng hệ thống chống sét cột thu lôi lưới chống sét 5.2.2 Hậu phóng điện sét Đối với nhà cửa gia súc: gây nguy hiểm bị sét đánh trực tiếp Nhiều sét khơng phóng trực tiếp gây nguy hiểm vì: dịng điện sét vào đất gây lên chênh lệch điện lớn vùng gần Nếu người gia súc đứng gần nơi bị sét đánh có điện áp bước lớn gây nguy hiểm tới thểngười 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 kho nhiên liệu, vật dễ nổ + Làm hư hỏng độ bền học (công trình gỗ, tre nứa bị hư hỏng hồn toàn, = gạch đá bị thiệt hại đáng kể, = bê tơng cốt thép thiệt hại gây giảm tuổi thọ + Các đường dây tải điện khơng bị sét đánh gây sóng q điện áp, truyền vào trạm phá hủy thiết bị trạm 44 +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 → nguyhiểm 5.2.3.Chống sét Muốn chống sét có hiệu tồn diện phải tn thủ nguyên tắc: a Chống sét đánh trực tiếp vào cơngtrình, b Chống sét lan truyền qua đường cáp nguồn cáp tínhiệu, c Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp độ an toàncao a Chống sét đánh trực tiếp vào cơng trình Phương pháp dùng thiết bị chống sét để tạo thành khung sườn bao phủ bên khu vực cần bảo vệ Có loại hệ thống: - hệ thống chống sét thụ động (cổđiển) - hệ thống chống sét chủ động (cấptiến) - Hệ thống chống sét chủ động (cấptiến) - Ngun 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 Thu lơi chống sét Franklin Benjamin Franklin phát minh năm 1760 Đây thiết bị thu sét phổ biến tiếng lịch sử 45 Hệ thống chống sét thụ động (cổ điển) Nguyên tắc: Bao phủ công trình kiến trúc mạng lưới gồm ống kim loại, dẫn xuống vùng rộng lớn đất Nó khơng làm tăng thêm khả phóng điện xảy khu vực cần bảo vệ phương pháp chủ động Hệ thống chống sét thụ động phổ biến Faraday Cage 46 Nguyên tắc thiết kế: Kim thu sét đặt nhiều điểm nhơ cao cơng trình kiến trúc Phạm vi bảo vệ tính tốn nằm vịng trịn bán kính tương đương 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 nhơ hẳn lên cao phạm vi cần bảo vệ Hệ thống chống sét thụ động overhead line Nguyên tắc thiết kế: Nó gồm hệ thống đường dây "ăng-ten" nối cực cơng trình cần bảo vệ dẫn xuống đất loại dây dẫn thích hợp Phạm vi sử dụng: dùng để bảo vệ đường dây diện, container nhỏ chứa chất dễ cháy, trạm phân phối điện, building nhỏ có nguy bị sét đánh trựctiếp b Chống sóng sét lan truyền Sấm sét khiến điện áp tạm thời gia tăng đột ngột Để chế khắc phục thường sử dụng loại thiết bị chống sét lan truyền Trong thực tế thường 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 47 Cơ 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 5.2.4 Hệ thống chống sét cho tòa nhà ❖ Tòa nhà chia làm block, nên ta tính tốn cho block • Tính toan chống sét cho block 1, ta có: - Chiều rộng cơng trình : a = 18,3m - Chiều dài cơng trình : b = 30 m - Chiều cao cơng trình : hx = 31,5 m Sử dụng bảo vệ kim thu set Do nhà lớn để thuận tiện cho việc lắp đặt kim thu sét mái nhà, ta chọn chiều cao kin không lớn qua Để đảm bảo tính mỹ quang độ dự trữ an tồn, ta bố trí kim thu sét đặt tất góc nhà đối xứng Nếu ta đặt hai kim theo chiều rộng chiều cao kim phải thoả: h – h0 = a 7p Ta chọn chiều cao kim nhỏ nên h0> 30m h – h0 =  p = 0,9 18,3 = 2,9 m 7.0,9 Ta chọn kim cao 3m với chiều cao 3m  khoảng cách lớn hai kim cần bảo vệ là: a  7(h – h0) = x = 21 (m) Với chiều dài 60m, ta tính số kim theo chiều dài là: 30 + = 2,3 m (chọn kim) 21 Vậy ta bố trí theo chiều dài kim, kim cách 10m • Kiểm tra điều kiện bảo vệ: Ta kiểm tra điều kiện sau thoả mãn cơng trình se bảo vệ an toàn mặt chống sét: Điều kiện kiểm tra: D  8(h – hx) Với: D = 18,32 + 102 = 20,8 (m) Hình chữ nhật bảo vệ an toàn nếu: 48 D  8(h – hx) = x = 24 (m) Kết luận: Điều kiện thoả mãn hệ thống kin thu sét đặt hai bên dọc theo tịa nhà block • Tính tốn phạm vi bảo vệ: Do tất cọc giống nhau, ta cần tính giá trị r1 Các cột cịn lại có bán kính giống cột Ta có: hx 31,5 = = 0,91   h 34,5   r1 = 0, 75  34,5  0,9 1 −   h  r1 = 0, 75hp 1 − x  h  31,5  = 2,1(m) 34,5  Tính bán kính r0(1,2) hai cột 2: h0(1,2) = h - a 10 = 34,5 − = 32,92(m) 7p  0,9  r0(1,2) = 0,75h0.p 1 −  hx  31,5    = 0, 75  32,92  0,9 1 −  = 1,1(m) h0   32,92  Bán kính bảo vệ cột r0(1,2) = 1,1 (m) Tính bán kính r0(1,4) hai cột h0(1,4) = h - a 18,3 = 34,5 − = 31, 6(m) 7p  0,9  r0(1,4) = 0,75h0.p 1 −  hx   31,5   = 0, 75  31,  0,9 1 −  = 0, 21(m) h0   31,  • Tính toan chống sét cho block 2, ta có: Tính tốn tương tự block 1, ta chọn cọc chống sét block cách bố trí cột chống sét block 49 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tài liệu thực đề tài cung cấp điện, hướng dẫn thầy giáo Trần Đình Dũng em hồn thành đồ án tiến độ quy định Trong trình nghiên cứu thực đồ án em thực công việc sau: - Giới thiệu tổng quan cung cấp điện; - Nghiên cứu cung cấp điện cho tịa nhà cao tầng, từ tổng hợp tìm phương án cung cấp điện hợp lý cho chung cư cao tầng cụ thể; - Thực thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện, sơ đồ dây, tính chọn thiết bị điện; Mặc dù có nhiều cố gắng q trình thực đề tài, song kiến thức hạn chế, kinh nghiệm nghề nghiệp chưa có Do đó, việc lựa chọn phương án, phương pháp tính chọn thiết bị chưa hợp lý để có phương án tối ưu nhất, tiết kiệm nguyên vật liệu 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch, “Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghệ, đô thị nhà cao tầng”, NXB khoa học kỹ thuật 2005 [2] Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê “Cung cấp điện” NXB khoa học kỹ thuật 2010 [3] Trần Quang Khánh “ Bài tập Cung cấp điện” NXB khoa học kỹ thuật 2005 [4] Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh - Nguyễn Ngọc Mỹ, “Thiết bị hệ thống chiếu sáng”, NXB Giáo dục [5] TCVN 9206:2012 Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng - tiêu chuẩn thiết kế [6] TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn nhà cơng trình cơng cộng - tiêu chuẩn thiết kế [7] Tiêu chuẩn chống sét TCVN 9385:2012 [8] Ngô Hồng Quang, “ Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV”, NXB khoa học kỹ thuật [9] Nguồn internet: www.webdien.com www.ebook.edu.vn www.tailieu.vn 51 52 ... ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 29 3.1 .Thi? ??t lập mặt cấp điện cho hộ 29 3.1.1.Mục đích thi? ??t kế cấp điện nội thất 29 3.1.2.Yêu cầu bước thi? ??t kế cấp điện nội thất 29 3.2 Thi? ??t kế. .. THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ CHUNG CƯ TẦNG 1.1 Giới thi? ??u chung 1.2 Những yêu cầu chung thi? ??t kế dự án cung cấp điện 1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng. .. bước thi? ??t kế cấp điện nội thất: Căn vào mục đích u cầu thi? ??t kế cấp điện cho cơng trình nêu trên, tiến hành bước thi? ??t kế cấp điện cho cơng trình sau: Tìm hiểu nhu cầu cơng trình kiến trúc Thi? ??t