Thiết kế cung cấp điện sở chỉ huy và trụ sở làm việc của cơ quan btl qk4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SỞ CHỈ HUY VÀ TRỤ SỞ LÀM VIỆC CỦA CƠ QUAN BTL QK4 Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tiến Dũng Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Khánh MSSV : 135D5103010094 Lớp : 54K1 - CNKT Điện, Điện tử Vinh, tháng 05 năm 2018 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hố đại hố nước nhà, cơng nghiệp điện lực giữ vai trị đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân ,điện tiền đề cho phát triên đất nước Ngày điện trở thành lượng thiếu hầu hết lĩnh vực kinh tế Mỗi có nhà máy mới, khu công nghiệp mới, khu dân cư xây dựng nhu cầu hệ thống cung cấp điện nảy sinh Là sinh viên khoa Điện- kỹ sư tương lai trực tiếp tham gia thiết kế hệ thống cung cấp điện, từ cịn sinh viên việc làm đồ án cung cấp điện tập dượt, vận dụng lý thuyết học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện cách làm quen với công việc sau Từ thực tiễn em chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện sở chỉ huy và trụ sở làm việc của các quan BTL QK4” với hướng dẫn TS Nguyễn Tiến 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 đóng góp tất thầy cô giáo em chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Tiến Dũng hướng dẫn em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Xuân Khánh SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nghệ An, ngày … tháng … năm 2018 Giảng viên hướng dẫn T.S Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT 1.1 Yêu cầu, đặc điếm hệ thống cung cấp điện 1.1.1 Yêu cầu .7 1.1.2 Đặc điểm 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm 1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích 1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt (Pđ) hệ số nhu cầu 1.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại (Kmax) công suất trung bình 10 1.3 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 11 1.3.1 Chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế 11 1.3.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 12 1.3.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép 12 1.4 Xác định tính chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ mạng điện chiếu sáng 13 14.1 Cầu chì 13 1.4.2 Cầu dao 14 1.4.3 Áptômát 15 1.4.4 Rơle thời gian 15 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 16 2.1 Giới thiệu chung tòa nhà 16 2.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện 17 2.3 Tính tốn chiếu sáng 18 2.4 Tính tốn phụ tải cho tòa nhà 19 2.5 Tính toán tiết diện dây dẫn 20 2.6 Thiết kế hệ thống điện cho tòa nhà 23 2.6.1 Hệ thống thang máy 23 2.6.2 Hệ thống bơm nước 24 2.6.3 Hệ thống PCCC 24 2.6.4 Tính toán chọn điều hịa hệ thống thơng gió 26 2.7 Tính toán phụ tải cho tầng 28 2.7.1 Tính toán chiếu sáng khu vực chung 30 2.7.2 Tính toán phụ tải tầng 31 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 2.7.3 Tính toán phụ tải tầng 34 2.7.4 Tính toán phụ tải cho tầng ÷ 37 2.7.5 Tính toán phụ tải cho tầng áp mái 40 2.8 Phụ tải tòa nhà 40 2.9 Phân loại phụ tải 41 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ .43 3.1 Các yêu cầu thiết kế phương án cung cấp điện 43 3.2 Cơ sở thiết kế 43 3.3 Nguồn điện giải pháp 44 3.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện 44 3.4.1 Lựa chọn máy biến áp 44 3.4.2 Lựa chọn phương án cấp điện 46 3.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện 46 3.5.1 Mục đích thiết kế cấp điện 46 3.5.2 Yêu cầu bước thiết kế cấp điện nội thất 46 3.5.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý cho hệ thống cung cấp điện 47 3.6 Đi dây nhà 47 3.6.1 Hệ thống điện cơng trình 47 3.6.2 Thiết bị bảo vệ đóng cắt 48 3.6.3 Lắp đặt tủ điện tổng tủ điện phân phối 48 3.7 Tính tốn bù cơng suất phản kháng 49 3.7.1 Tại lại phải bù công suất phản kháng 49 3.7.2 Tính công suất phản kháng cần phải bù 50 3.7.3 Chọn tụ bù phù hợp với công suất tòa nhà 50 3.8 Trạm biến áp 50 3.8.1 Vị trí đặt trạm biến áp 50 3.8.2 Đường cáp ngầm 22kV 50 CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐIỆN 51 4.1 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 51 4.2 Tính toán chọn dây dẫn/cáp hệ thống cung cấp điện 51 4.2.1 Chọn dẫn từ MBA đến tủ phân phối hạ áp 51 4.2.2 Chọn cáp từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối tầng 51 4.2.3 Chọn dây dẫn cho hệ thống động lực 55 4.2.4 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện tầng đến phòng tầng 57 4.2.5 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện tầng đến phòng 59 4.3 Chọn aptomat 60 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 4.3.1 Chọn aptomat cho MBA 60 4.3.2 Chọn aptomat cho tủ điện tầng 61 4.3.3 Chọn aptomat cho tủ điện tầng 61 4.3.4 Chọn aptomat cho tủ điện tầng 3÷9 61 4.3.4 Chọn aptomat cho thang máy 62 4.3.5 Chọn aptomat cho máy bơm sinh hoạt 63 4.3.6 Chọn aptomat cho máy bơm cứu hỏa 63 4.3.7 Chọn aptomat cho phịng có diện tích 23,46m2 63 4.3.8 Chọn aptomat cho phịng có diện tích 49,68m2 63 4.3.9 Chọn aptomat cho phịng có diện tích 122,13m2 63 4.3.10 Chọn aptomat cho phịng có diện tích 73,14m2 64 4.3.11 Chọn aptomat cho phòng có diện tích 74,52m2 64 4.5.11 Chọn aptomat cho phịng có diện tích 49,68m2 64 4.5.12 Chọn aptomat cho phòng vệ sinh 64 4.5.13 Chọn aptomat cho phòng kỹ thuật điện 65 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT 66 5.1 Nối đất 66 5.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất 66 5.1.2 Nối đất bảo vệ 66 5.1.3 Tính toán nối đất 66 5.2 Chống sét 68 5.2.1 Hậu phóng điện sét 69 5.3 Giải pháp chống sét cho tòa nhà 69 5.3.1 Xác định nhóm cơng trình 69 5.3.2 Cơ sở để lập thiết kế 69 5.3.3 Tổng quan 69 5.3.4 Giải pháp chống sét E.S.E 70 5.3.5 Thiết bị thu sét tia tiên đạo E.S.E 71 5.3.6 Cáp dẫn thoát sét 74 5.3.7 Hộp đo kiểm tra tiếp đất 75 5.3.8 Hệ thống tiếp đất chống sét an toàn điện 75 PHẦN B: DANH MỤC BẢN VẼ 77 Phần thuyết minh 77 Bản vẽ tổng thể tòa nhà 77 Bản vẽ mặt bằng cấp điện ổ cắm tổng thể tầng khối làm việc 77 Bản vẽ mặt bằng cấp điện chiếu sáng tổng thể tầng khối làm việc 77 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 Bản vẽ lắp đặt điều hòa tổng tầng khối làm việc 77 Sơ đồ nguyên lý cấp điện tòa nhà 77 Sơ đồ vị trí đặt trạm biến áp 77 Sơ đồ nguyên lý cấp điện tòa nhà 77 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho tầng 77 10 Bản vẽ bố trí tiếp địa cho trạm biến áp 77 11 Mặt bằng tổng thể phạm bi chống sét E.S.E 77 KẾT LUẬN 78 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT 1.1 Yêu cầu, đặc điếm hệ thống cung cấp điện 1.1.1 Yêu cầu Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng thiết bị điện sinh hoạt khác phải thoả mãn yêu cầu sau: - An toàn điện, bảo vệ mạch điện kịp thời tránh gây hoả hoạn - Dễ sử dụng điều khiển kiểm soát, dễ sửa chữa - Đạt yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật - Việc đảm bảo độ tin cậy cấp điện khơng u cầu cao thuộc hộ tiêu thụ loại vẫn phải đâm bảo chất lượng điện tức độ lệch dao động điện áp bé nằm phạm vi cho phép Với mạng chiếu sáng độ lệch điện áp cho phép ± 2.5% - Ngoài thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện sinh hoạt cần phải tính đến đường dây trục chính nên tính dư thừa đề phòng phụ tải tăng sau - Đảm bảo độ an toàn điện bằng khí cụ điện đóng cắt bảo vệ aptomat, cầu chì, cầu dao, cơng tắc - Ngày thấy điện để cung cấp cho sinh hoạt, cơng nghiệp, dịch vụ cịn thiếu nhiều nên thường xuyên phải cắt điện luân phiên thiếu điện Do thiết kế cần tính toán kỳ chi phí vận hành hệ thống điện thấp để tiết kiệm điện 1.1.2 Đặc điểm - Mạng điện sinh hoạt mạng pha nhận điện từ mạng phân phối pha điện áp thấp đế cung cấp cho thiết bị, đồ dùng điện chiếu sáng - Mạng điện sinh hoạt thường có trị số điện áp pha định mức 380/220 220/127 Tuy nhiên tổn thất điện áp đường dây tải nên cuối nguồn điện áp bị giảm so với định mức Để bù lại giảm áp hộ tiêu thụ thường dùng máy biến áp điều chỉnh để nâng điện áp đạt trị số định mức - Mạng điện sinh hoạt gồm mạch chính mạch nhánh Mạch chính giữ vai trò mạch cung cấp mạch nhánh rẽ từ đường dây chính mắc song song để điều khiển độc lập mạch phân phối điện tới đồ dùng điện - Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng cấp chung với mạng điện cấp cho phụ tải khác - Mạng điện sinh hoạt cần có thiết bị đo lường điều khiển, bảo vệ công tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, cơng tắc SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 - Mạng điện sinh hoạt thường có phương thức phân phối điện sau: • Sơ đồ phân nhánh Đặc điểm : Mỗi hộ có đường dây vào nhà lắp cơng tơ điện, cầu dao, Aptomat có dòng điện điện áp định mức phù hợp với cấp điện áp dòng điện sử dụng hộ Đường dây chính suốt qua khu vực cần cấp điện đến điểm rẽ nhánh Những đồ dùng điện có cơng suất cao đường dây riêng biệt nhánh có khí cụ bảo vệ Ưu nhược điểm: + Phương thức đơn giản thi công, sử dụng ít dây thiết bị bảo vệ phí kinh tế thấp + Mạng điện dễ kiềm tra sửa chữa + Tuy nhiên phân tán nhiều bảng điện nhánh nên ảnh hưởng đến yêu cầu mỹ thuật tồn hệ thống điện Sơ đồ hình tia Đặc điểm : Đường điện chính sau công tơ aptomat phân thành nhiều nhánh khác nhánh dẫn đến khu vực hộ Trên đường dây nhánh phải đặt aptomat riêng cho nhánh phù hợp với dòng điện chạy qua Ưu, nhược điểm : +Bảo vệ nhanh có chọn lọc có cổ chập mạch tải tránh gây hoả hoạn SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 + Sử dụng thuận tiện, dễ dàng kiêm tra, an toàn điện đạt yêu cầu mỹ thuật + Tuy nhiên phương thức dây phải sử dụng nhiều dây khí cụ điện phí kinh tế cao 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi thay đổi ít, phụ tải tính tốn lấy bằng giá trị trung bình ca phụ tải lớn đó: Mca W0 Tca Ppt = Pca = Trong : M ca : số lượng sản phâm sản xuất ca Tca : thời gian ca phụ tải lớn (h) W0 : mức tiêu hao điện cho đơn vị sản phấm ( kWh/l đơn vị sản phẩm) Ptt = M.W0 Tmax Trong : M : tổng sản phấm sản xuất năm Tmax : thời gian sử dụng công suất lớn (h) Ưu điểm cho kết chính xác Nhược điểm chỉ giới hạn cho số thiết bị : quạt gió , bơm nước máy nén khí vv… 1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích Ptt = S.P0 Trong : S: diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2) P0 : suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 1m2(kw/m2) Phương pháp cho kết gần nên dùng thiết kế sơ dùng để tính tốn cho phân xưởng có mật độ máy móc tương đối sơ 1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt (Pđ) hệ số nhu cầu (Knc) n Ta có Mà Ptt = knc  Pdi i =1 Pd = (KW) Pdm  SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 Loại Số cực Iđm(A) Uđm(V) PS45N/C1016 16 220 4.5.17 Chọn aptomat cho phòng kỹ thuật điện Dịng điện tính tốn phịng: Itt = Ptt 0, 476 = = 2, A U dm c os 0, 22.0,8 Chọn aptomat cho tủ điện phòng Loại Số cực Iđm(A) Uđm(V) PS45N/C1016 16 220 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 65 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT 5.1 Nối đất 5.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho người tiếp xúc thiết bị chạm vỏ bằng cách giảm điện áp vỏ thiết bị xuống trị số an toàn Chú ý: Ở ta hiểu chạm vỏ thiết bị tượng pha bị hỏng cách điện tiếp xúc điện với vỏ thiết bị Ý nghĩa: tạo vỏ thiết bị nối đất mạch điện có điện dẫn lớn làm giảm phân lượng dịng điện qua người (nói cách khác giảm điện áp vỏ thiết bị) trị số an toàn người chạm vào vỏ thiết bị bị chạm vỏ 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 hoàn toàn mang điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, người bị tổn thương dịng điện gây nên Mục đích nối đất để đảm bảo an toàn cho người lúc chạm vào phận có mang điện áp Vì nối đất để giảm điện áp phận kim loại thiết bị đến trị số an toàn người Như nối đất chủ định nối điện bọ 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 không hợp lý nguy hiểm có chạm đất hai điểm tạo nên thể nguy hiểm phần nối đất thiết bị Vì cần thiết phải nối chung lại thành hệ thống nối đất (trừ thu lơi đứng riêng lẻ) 5.1.3 Tính tốn nối đất Như biết điện trở nối đất cho phép trạm điện có cơng suất > 1000kVA Rtd =  , điện trở suất vùng đo điều kiện độ ẩm trung bình kcọc = 1,5 P0 = 0,75.104  cm (với nối ngang kngang = 2) Do khơng có hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm bằng thép SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 66 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 mạ đồng 18, dài 2,4m chôn sâu 0,8m Các cọc chôn cách 5m nối với bằng bằng đồng nối 25x3 mm tạo thành mạch tia nối đất Các nối đất chôn sâu 0,8m Theo số liệu địa chất ta lấy điện trở xuất đất khu vực trạm biến áp pđặt=60(  /m) Ta có điện trở tiếp xúc cọc tiếp địa xác định theo biểu thức: Rcoc = kcoc 0  2l 4htb + l   ln + ln  2 l  d 4htb − l  Với l- chiều dài cọc d: đường kính cọc, d = 18.10-3 (m)  : hệ số mùa cọc, tra bảng 2.1 hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước ta có  =1,4 Chiều sâu trung bình cọc: htb = h + l 240 = 80 + = 200cm 2 Điện trở nối đất bằng: Rcoc = 1,5.0, 75.104 2.240 4.200 + 240 (ln + ln ) = 30, 4() 2.3,14.240 0,18 4.200 − 240 Số lượng cọc cần thiết là: n= Rcoc 30, = = 7, c Rtd Ta chọn n = cọc Vậy ta chọn số cọc n-8 (cọc) Số cọc đóng phía trước theo chiều dài : L = 13.5 = 65(m) Xác định điện trở nối Ta có: Rt =  kmt k l ln 2 l h.d Trong đó: l chiều dài d đường kính cọc d = 0,5.b = 0,5.40.10-3 =0,02(m) kmt hệ số mùa thanh, tra bảng 2,1 hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước có kmt =1,6 k hệ số hình dáng, k =1 Khi điện trở nối đất thanh: SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 67 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 Rt = 60.1, 2.652 ln = 26,1() 2 65 0,8.0, 25 Tra ta có hệ số sử dụng  t = 0, 45 Xác định điện trở của hệ thống nối đất Điện trở toàn cọc: Rcoc = 4.R't 4.26,1 = = 37,8() ' Rt − 6,76 − Số cọc thực tế cần phải đóng: n= Rcoc 37,8 = = 6, 41 c Rtd 0, 6.9, 79 Vậy ta chọn số cọc thực tế N = (cọc) Kiểm tra lại: Rht = R1c Rt 37,8.26,1 = = 2, 686() 35 mét 5.3.2 Cơ sở để lập thiết kế Căn cứ vào số liệu thiết kế thi cơng cơng trình Căn cứ vào tiêu chuẩn chống sét hành sau: + TCN 68-174-2006: Quy phạm chống sét tiếp đất Bưu Chính Viễn Thông + NF C17-102: 2011 Tiêu chuẩn chống sét an toàn quốc gia Pháp +TCVN 9385-2012: Chống sét cho cơng trình – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống + TCVN 4756-86: Tiêu chuẩn nối đất an toàn điện hành Việt Nam 5.3.3 Tổng quan SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 69 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 - Phạm vi công việc bao gồm thiết kế hệ thống chống sét bảo vệ cơng trình tn thủ theo tiêu chuẩn chống sét: TCN 68-174:2006 ; TCVN 9358-2012; - Mục đích hệ thống chống sét tia tiên đạo E.S.E để giảm thiểu ảnh hưởng sét đánh tòa nhà, từ phía từ phía bên, từ đường dây hạ thế, thông tin liên lạc dẫn dịng xung sét cách an tồn xuống đất mà không gây tượng hồ quang không gây nguy hiểm cho người bảo vệ an tồn thiết bị thơng tin liên lạc, hệ thống điều khiển, máy tính… - Các loại, mức chất lượng vật liệu, kích thước thành phần trình bày chi tiết vẽ - Tất phụ kiện, khớp nối, định vị, trụ đỡ…vv, làm theo thiết kế theo loại theo quy định sản xuất vẽ - Các kết nối dây dẫn hạn chế mức tối thiểu phải đảm bảo tính dẫn điện học để ngăn chặn xâm nhập độ ẩm - Tất việc tiếp xúc kim loại khác kim loại vật liệu mà phản ứng tránh tiếp xúc, trừ cho phép tiêu chuẩn áp dụng cung cấp tất biện pháp phòng ngừa Nếu cần thiết để ngăn ngừa ăn mòn lâu dài, biện pháp phòng ngừa bổ sung thực phân chia thêm vật liệu trung gian mà kim loại khác nhau/ vật liệu phản ứng, bằng cách thay đổi kim loại vật liệu - Các yếu tố tự nhiên cơng trình mái nhà bằng kim loại, cột khung, cốt thép, móng cọc sử dụng phần hệ thống chống sét Trường hợp yếu tố xây dựng sử dụng phần hệ thống chống sét kiểm tra q trình xây dựng để đảm bảo điện trở đủ thấp cho đáp ứng tiêu chuẩn - Dự phòng cho dịch chuyển kết cấu lỗ xuyên kết cấu 5.3.4 Giải pháp chống sét E.S.E PULSAR ứng dụng công nghệ đại thiết kế, chế tạo sản xuất Hãng HELITA Năm 1985 HELITA cấp chứng nhận quyền phát minh sáng chế công nghệ chống sét E.S.E giới Năm 2016 phát triển công nghệ tia tiên đạo E.S.E hệ VIII Giải pháp thiết kế kỹ thuật Hãng HELITA Uỷ ban Tiêu chuẩn an toàn Quốc gia Pháp chấp nhận thành tiêu chuẩn Quốc gia chung NFC 17-102:2011 cấp chứng nhận chất lượng Pháp, Anh, Hàn Quốc Malaysia kèm theo chứng nhận thử nghiệm nhà máy, phịng thí nghiệp Trung Tâm Công Nghiệp Điện Quốc Gia Pháp phịng thí nghiệp Electricite De France phịng thí nghiệm “DE PHYSIQUE DES DECHARGES” Hệ thống chống sét PULSAR gồm phận chính: - Thiết bị thu sét tiên đạo E.S.E PULSAR45 SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 70 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 - Cáp đồng bện dẫn thoát sét - Hệ thống tiếp đất Chống sét An toàn điện 5.3.5 Thiết bị thu sét tia tiên đạo E.S.E *Nguyên tắc hoạt động: Đầu thu sét PULSAR nhận lượng cần thiết khí để tích trữ điện tích bầu hình trụ PULSAR thu lượng từ vùng điện trường xung quanh thời gian giông bão khoảng từ 10 tới 20.000 v/m Đường dẫn chủ động bắt đầu điện trường xung quanh vượt giá trị cực bảo đảm nguy sét đánh nhỏ Phát tín hiệu điện cao với biên độ, tần số định tạo đường dẫn sét chủ động phía đồng thời làm giảm điện tích xung quanh Đầu thu sét tức cho phép giảm thời gian yêu cầu phát đường dẫn sét chủ động phía liên tục Điều khiển giải phóng ion thời điểm: thiết bị ion hoá cho phép ion phát khoảng thời gian ngắn thời điểm thích hợp đặc biệt, vài phần giây trước có phóng điện sét, đảm bảo dẫn sét kịp thời, xác an toàn PULSAR thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, không gây tiếng động, tác động vòng vài s trước có dịng sét thực đánh xuống có hiệu thời gian lâu dài * So sánh với hệ thống chống sét cổ điển, phương pháp này có các ưu điểm sau: STT Đặc tính Thiết bị thu sét tia tiên đạo E.S.E PULSAR series Thiết kế PULSAR series hệ VIII năm 2016 sản xuất, kiểm tra test thí nghiệm sản phẩm Hãng HELITA dây truyền công nghệ đại với thiết kế đặc biệt để giảm thiểu cường độ sét đánh, thời gian thực phát tia tiên đạo có sét đảm bảo an tồn cho cơng trình phạm vi bán kính bảo vệ thiết bị Công nghệ Sử dụng công nghệ đại thiết bị điện tử có bên thiết bị thu Chế tạo sét thu hút bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống từ đám mây dơng,chịu cường độ dịng sét lên đến 100kA dạng sóng 10/350µs Cấu tạo lắp đặt - Thường cần đến thiết bị thu sét PULSAR cho cơng trình Thích hợp với cơng trình đặc biệt là: TTTM-VP làm việc; Ngân hàng, Resort, Khách sạn, Kho Bạc, Kho xăng dầu, Dầu Khí, Khu cơng nghiệp - Chế xuất, Khu khí gas, Trường Đại Học, Sân vận động, Nhà Ga Hàng Không, v.v - Tạo cho kiến trúc cơng trình có thẩm mỹ - Dễ dàng lắp đặt thời gian ngắn, không gây thấm dột mái SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 71 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 STT Đặc tính Thiết bị thu sét tia tiên đạo E.S.E PULSAR series sau đưa cơng trình vào sử dụng, dễ bảo trì Độ an tồn Độ an toàn cao vùng bảo vệ rộng lớn (có bán kính bảo vệ thấp 30m cao 120m) Bảo vệ cho vùng lân cận Chống sét đánh tạt, đánh xuyên Đối tượng bảo vệ - Chống sét đánh trực tiếp có hiệu tốt cho nhà cao ốc, kho bạc, ngân hàng, trạm viễn thơng, khách sạn, đài phát sóng, kho xăng dầu, khí đốt, khu công nghiệp-chế xuất ….v.v - Những nơi trang bị thiết bị điện, điện tử máy móc đại có giá trị lớn, trung tâm công nghệ thông tin, kho chứa tiền *Vùng bảo vệ: - Bán kính bảo vệ Rp thiết bị thu sét tia tiên đạo E.S.E PULSAR45 tính theo tiêu chuẩn chống sét an tồn quốc gia Pháp tiêu chuẩn UNE 21186: 2011 Tây Ban Nha * Kết cấu thiết bị chống sét tia tiên đạo E.S.E: - Chi tiết thiết bị PULSAR45 gồm: Đầu kim nhọn dài 72.5cm, đường kính dài 18mm; Đĩa Pulsar với đường kính Ø74; Bầu hình trụ 230mm chứa thiết bị phát tia tiên đạo E.S.E tạo đường dẫn sét chủ động Đường kính phía ngồi ống 30mm dài 1m - Thiết bị PULSAR45 bố trí mái khối bằng thép không gỉ siêu bền liên kết với ghép nối Inox, chân trụ đỡ dây giằng neo tăng chịu hoàn cảnh thời tiết khắc nghiệt đặt mái công trình có bán kính bảo vệ cấp 4: Rbv = 89m Thiết bị thu sét đặt vị trí cao cơng trình bán kính bảo vệ tính theo cơng thức sau đây: Rp = h ( 2D − h ) + L(2D + L) Trong đó: Rp: Bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt PULSAR45 H: Chiều cao đầu thu sét PULSAR45 bề mặt bảo vệ D: Chiều cao ảo tăng thêm chủ động phát xung theo tiêu chuẩn cấp (level IV) bảo vệ dựa vào tiêu chuẩn NFC 17-102:2001 ∆T (s): thời gian phát tia tiên đạo E.S.E là: 45s – PULSAR45 Thay vào công thức với h= 5m D = 60m L= 106 T (Đường dẫn chủ động) T PULSAR45= 45s = 45*10 -6s SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 72 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 Ta có: Rp = 5.(2.60 − 5) + 106.45.10−6.(2.60 + 106 + 106.45.10 −6 ) = 89 mét Xác định số cọc chống sét cần lắp đặt: Xác định điện trở cọc thép: Ta có: ρ = 1,8.104 Ω/cm ρmax = Kmax.ρ (Ω/cm) Với Kmax = 1,5 hệ số theo mùa Vậy ρmax = 1,5.1,8.104 = 27000 Ω/cm Cọc nối đất bằng cọc thép bọc đồng D16 dài 2.5 m có điện trở nối đất tính theo cơng thức: R1c = 0,00298.ρmax Trong đó: ρ: điện trở suất đất, Ω/cm Kmax: hệ số theo mùa Ta có: R1c = 0,00298 27000 = 80,46 Ω Xác định số cọc: n= 1.Rtc .Rd ( yc ) Trong đó: - R1c: điện trở nối đất cọc - Rd(yc): điện trở thiết bị nối đất theo quy định Rd = 10 Ω - ηc: hệ số sử dụng cọc (chọn ηc = 0,78) Thay vào ta được: n= 1.Rtc 80, 46 =  14 (cọc)  Rd ( yc ) 0, 78.10 Vậy ta chọn số cọc n = 14 (cọc) Chú ý: Để đảm bảo an tồn cho cơng trình thiết bị chống sét lắp đặt cần lưu ý thiết bị chống sét tia tiên đạo ngồi cịn phải có test thử nghiệm 10 lần với điện áp 30kV 1lần dòng xung sét 12.5kA dạng sóng hãng sản xuất trước xuất xưởng SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 73 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 5.3.6 Cáp dẫn thoát sét - Bố trí 02 đường cáp đồng bện dẫn thoát sét luồn bên ống nhựa PVC D32 từ vị trí đặt thiết bị PULSAR45 mái âm tường dẫn xuống hệ thống tiếp đất tầng đảm bảo khả dẫn sét nhanh chóng an tồn cho cơng trình, cáp sét với diện tích cắt ngang 70mm2 Dây dẫn sét cố định vào kết cấu công trình cứ 1.2m có kẹp định vị - Cáp dẫn sét có tính dẫn điện cao bằng cáp đồng bện Tiết diện dây dẫn sét phải phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 tối thiểu 70mm2 Dây dẫn xuống kết nối với thiết bị thu sét E.S.E bằng đai neo cố định cáp vào cột kẹp định vị cáp Dây dẫn sét chạy dọc theo cột ghép nối inox theo đường ngắn cơng trình kết nối với hệ thống tiếp đất - Dây dẫn sét nới rộng chỗ ngoặt gấp Không uốn cong dây dẫn sét tạo góc 90 độ có bán kính cong nhỏ inch tránh quay ngược lên ( trừ qua chướng ngại vật thấp 40cm, nơi nghiêng tối đa 45 độ) tránh gần hệ thống điện / thơng tin liên lạc/ khí ga; - Dây dẫn sét tách biệt bao quanh bằng PVC - Trường hợp dây dẫn sét mái qua khe co giãn cơng trình, liên kết linh hoạt bổ xung - Dây dẫn thoát sét âm tường xem dẫn vẽ khơng có vẽ, theo đồng ý kỹ sư giám sát SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 74 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 5.3.7 Hộp đo kiểm tra tiếp đất - Hộp đo kiểm tra mở để kiểm tra thời điểm lắp đặt thử nghiệm thường xuyên để theo dõi kiểm tra định kỳ giá trị điện trở nối đất hàng tháng, hàng quý hàng năm - Hộp kiểm tra đặt cốt sàn 1.5m dây thoát sét xuống để điện cực tiếp đất kiểm tra cách riêng biệt Trường hợp yếu tố xây dựng tự nhiên sử dụng cáp thoát sét sau hộp kiểm tra đặt đầu công trình để đo điện trở đất 5.3.8 Hệ thống tiếp đất chống sét an toàn điện Hệ thống nối đất thiết kế đảm bảo việc bảo vệ chống lại cố cách điện thiết bị khác nhau, để trung hòa, tản dòng điện rò tủ phân phối toàn thiết bị sử dụng điện có cố Các dây đất phải phân phối đến tận thiết bị chiếu sáng, tủ phân phối, thang cáp, máng cáp, thiết bị, ổ cắm điện bảo đảm an toàn cho người cơng trình phương tiện liên quan *Hệ thống tiếp đất chống sét: - Đóng đầu cọc có cùng đường kính vào mặt đất bằng tay bằng búa điện, độ sâu tối thiểu 2.4m, chứa điện trở suất thấp đất - Băng đồng trần tiếp đất 25x3mm: Đi theo tuyến chạy dọc theo đường ngắn thẳng nhất, trừ có định khác qui định khác Tránh xa đường dẫn có chứng ngại vật dây dẫn nơi bị căng ra, va chạm hay bị hư hỏng - Cọc thép mạ đồng tiếp đất, băng đồng liên kết phụ kiện đầu nối bố trí theo hệ thống nối đất gồm nhiều điện cực có tác dụng tản lượng sét xuống đất an toàn nhanh chóng Cọc nối đất bằng thép mạ đồng 16 dài 2.4m chôn cách 4.0m liên kết với bằng băng đồng trần 25x3mm Đầu cọc đóng sâu mặt đất 1.0m băng đồng trần đặt rãnh 0.5m sâu 1.10m Việc liên kết cọc đồng, băng đồng cáp đồng thoát sét bằng kẹp đặc chủng nối đất tạo cho hệ thống tiếp đất có điện trở 10 tuân theo tiêu chuẩn TCVN 9385 - 2012 chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam có tác dụng tải dịng điện hiệu khả tiếp xúc cọc, băng đồng cáp sét cao đạt độ bền tuổi thọ không cần phải bảo dưỡng định kỳ hệ thống nối đất hệ thống cũ trước * Hệ thống tiếp đất An Toàn Điện: Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị thực độc lập với hệ thống nối đất chống sét Sử dụng cáp Cu/PVC 1x150mm2 chạy theo tuyến cáp làm dây nối đất chung.Tại phịng kỹ thuật điện tầng bố trí nối đất Tất kết cấu kim loại thiết bị dùng điện như: khung tủ điện tầng, bảng điện, vỏ động máy bơm, động thang máy, máy điều hịa nhiệt độ, bình đun nước nóng, thiết bị SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 75 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 điện nhẹ: PCCC, Hệ thống quản trị tòa nhà,….đều nối vào dây nối đất nối hệ thống nối đất an toàn chung cơng trình -Việc thi cơng tiếp đất tương tự hệ thống nối đất chống sét, yêu cầu hệ thống nối đất An toàn điện Rnđ  4 tuân theo tiêu chuẩn TCVN 4756-86 - Kết nối tiếp đất Busbar nối đất bên Bản đồng tiếp đất EB-A-G1 với đồng tiếp đất - Kết nối tất phận kim loại tủ phân phối, "đấu trực tiếp" tới đồng tiếp đất Bản đồng tiếp đất EB-A-G1 phê duyệt - Kết nối dây nối đất từ rtủ điện phân phối chính đến nối đất bằng đầu cốt đồng (ép thủy lực) mối hàn hóa nhiệt tiếp đất ống dẫn kim loại - Kết nối giáp bọc thép nhơm với hệ thống nối đất - Hố chất GEM TVT có tác dụng làm giảm điện trở suất đất, tăng độ liên kết phần kim loại với đất ổn định đất theo mùa, hoá chất dải điện cực tiếp đất dọc theo băng đồng tiếp đất - Đo kiểm tra điện trở điện trở không đạt số yêu cầu nên bổ xung thêm cọc khoan giếng sâu hóa chất làm giảm điện trở GEM TVT - Số lượng cọc tiếp đất đóng đất phụ thuộc vào điện trở đất khu vực cụ thể vẽ thi công duyệt - Hệ thống nối đất cho hệ thống chống sét phải thiết lập trước lắp đặt thiết bị chống sét tia tiên đạo E.S.E SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 76 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 PHẦN B: DANH MỤC BẢN VẼ Phần thuyết minh Bản vẽ tổng thể tòa nhà Bản vẽ mặt bằng cấp điện ổ cắm tổng thể tầng khối làm việc Bản vẽ mặt bằng cấp điện chiếu sáng tổng thể tầng khối làm việc Bản vẽ lắp đặt điều hòa tổng tầng khối làm việc Sơ đồ nguyên lý cấp điện tòa nhà Sơ đồ vị trí đặt trạm biến áp Sơ đồ nguyên lý cấp điện tòa nhà Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho tầng 10 11 Bản vẽ bố trí tiếp địa cho trạm biến áp Mặt bằng tổng thể phạm bi chống sét E.S.E SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 77 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tài liệu thực đề tài cung cấp điện, hướng dẫn giảng viên Nguyễn Tiến Dũng em hoàn 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 tịa nhà 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 Kính mong đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Xuân Khánh SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 78 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu cung cấp điện Tác giả: Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khoa nhà xuất khoa học kỹ thuật Tài liệu tập cung cấp điện Tác giả: TS Trần Quang Khánh nhà xuất khoa học kỹ thuật Thiết kế cấp điện Tác giả: Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tầm nhà xuất khoa học kỹ thuật Thiết bị hệ thống chiếu sáng Tác giả: PGS TS Đặng Văn Đào – PGS TS Lê Văn Doanh, TS Nguyễn Ngọc Mỹ nhà xuất giáo dục Các trang web tham khảo www.webdien.com www.tailieu.org www.ebook.edu.vn Sách hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng Tác giả: Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạch Hoạch Sách hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp Tác giả: Nguyễn Minh Chước SVTH: Nguyễn Xuân Khánh - Lớp 54K1 CNKTĐ_ĐT Trang 79 ... khoa Điện- kỹ sư tương lai trực tiếp tham gia thiết kế hệ thống cung cấp điện, từ cịn sinh viên việc làm đồ án cung cấp điện tập dượt, vận dụng lý thuyết học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện. .. tài: Thiết kế cung cấp điện cho sở chỉ huy và trụ sở làm việc quan BTL QK4 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ 3.1 Các yêu cầu thiết kế phương án cung cấp điện Việc. .. về thiết kế hệ thống cung cấp điện Những yêu cầu thiết kế hệ thống điện gia đình: - Nguồn điện cung cấp cho cơng trình nguồn điện pha 380V lấy từ nguồn điện địa phương - Ngơi nhà gồm có tủ điện