Thiết kế cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề và và hỗ trợ nông dân tỉnh yên bái

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM DẠY NGHỀ VÀ HỖ TRỢ NÔNG DÂN TỈNH YÊN BÁI Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Hoàng Nam Sinh viên thực : Mai Phi Hùng MSSV : 135D5103010009 Lớp : 54K2 - CNKT Điện, Điện tử Vinh, tháng 05 năm 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM DẠY NGHỀ VÀ HỖ TRỢ NÔNG DÂN TỈNH YÊN BÁI Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Hồng Nam Cán phản biện : Trần Đình Dũng Sinh viên thực : Mai Phi Hùng MSSV : 135D5103010009 Lớp : 54K2 - CNKT Điện, Điện tử Vinh, tháng 05 năm 2018 Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) Giảng viên đánh giá: ThS Phạm Hoàng Nam Họ tên Sinh viên: Mai Phi Hùng MSSV:135D5103010009 Tên đồ án: Thiết kế cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề hỗ trợ nông dân Tỉnh Yên Bái Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa 10a học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở 10b lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 * Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Nghệ An, ngày… tháng .năm 2018 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Trần Đình Dũng Họ tên Sinh viên: Mai Phi Hùng MSSV:135D5103010009 Tên đồ án: Thiết kế cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề hỗ trợ nông dân Tỉnh Yên Bái Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa 10a học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở 10b lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 * Nhận xét thêm Thầy/Cô Nghệ An, ngày… tháng .năm 2018 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) LỜI NÓI 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 cơng 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, ) Ngồi 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 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 hệ thống cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề hỗ trợ nông dân Tỉnh Yên Bái”, với hướng dẫn Th.S Phạm Hoàng Nam Tuy nhiên, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin cảm ơn, ghi nhận ý kiến góp ý tất thầy giáo em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Hoàng Nam hướng dẫn em hoàn thành đề tài Nghệ An, ngày 31 tháng năm 2018 Sinh viên thực Mai Phi Hùng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 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 2.1.6 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch trung bình bình phương 10 2.1.7 Phương pháp xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị 10 2.1.8 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt, hệ số sử dụng hệ số đồng thời 10 2.2 Cách lựa chọn công suất thiết bị điện 11 2.2.1 Điều hòa 11 2.2.2 Quạt trần 11 2.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng 12 2.3.1 Phương pháp tính toán chiếu sáng 12 2.3.2 Tính tốn chiếu sáng chung 14 2.3.3 Tính tốn chiếu sáng cụ thể 15 2.4 Xác định phụ tải tính toán 19 2.4.1 Lựa chọn phương án cung cấp điện 19 2.4.2 Phụ tải tính tốn ký túc xá 22 2.4.3 Phụ tải tính tốn xưởng thực hành 23 2.4.4 Phụ tải tính tốn nhà làm việc học tập 24 2.4.4 Phụ tải tính tốn cơng trình 26 CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐIỆN 27 3.1 Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 27 3.1.1 Chọn theo điều kiện mật độ kinh tế dòng điện 27 3.1.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 28 3.1.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép 28 3.2 Chọn tiết diện dây dẫn 34 3.2.1 Nhà ký túc xá 34 3.2.2 Xưởng thực hành 36 3.2.3 Nhà làm việc học tập 37 3.3 Tính tốn lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ 40 3.3.1 Chọn aptomat cho ký túc xá 41 3.3.2 Chọn aptomat cho xưởng thực hành 43 3.3.3 Chọn aptomat cho nhà làm việc học tập 43 CHƯƠNG 4: CHỐNG SÉT VÀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN 48 4.1 Hệ thống nối đất 48 4.1.1 Mục đích việc nối đất 48 4.1.2 Nối đất bảo vệ 48 4.1.3 Tính tốn nối đất 48 4.1.4 Tính tốn hệ thống nối đất cho nhà ký túc xá, nhà làm việc học tập 51 4.2 Chống sét 52 4.2.1 Hiện tượng sét 52 4.2.2 Hậu phóng điện sét 53 4.2.3 Hệ thống chống sét cho tòa nhà 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Đặt vấn đề 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 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 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: a) 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 tốn đảm bảo chất lượng điện áp cho thiết bị dùng điện, ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành tuổi thọ thiết bị b) Độ tin cậy cấp điện cao Là tòa nhà ký túc xá phục vụ cho nhu cầu ăn sinh hoạt sinh viên tòa nhà làm việc Nếu xảy tình trạng điện gây lộn xộn, trật tự, vệ sinh, ảnh đến sinh hoạt sinh viên hoạt tịa nhà ảnh hưởng đến cơng việc cán 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 c) Đảm bảo an toàn điện khc I cp  0,77.68  52,36 1, 25.I dmA 1, 25.50   41,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 c) Chọn aptomat cho tủ điện phịng quản lý: Dịng điện tính tốn nhà phòng quản lý: I tt  Ptt 2,88   15, 4( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.13 Thông số aptomat cho tủ điện phòng quản lý ký túc xá Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 40A 220V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.32  24,64 1, 25.I dmA 1, 25.40   30,06 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 d) Chọn aptomat cho bảng điện cấp cho phòng tầng tầng 3: Dịng điện tính tốn hai phịng nghỉ: I tt  Ptt 4,95   26, 47( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.14 Thơng số aptomat cho bảng điện cấp cho phòng tầng tầng ký túc xá Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 40A 220V 42 Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.43  33,11 1, 25.I dmA 1, 25.40   32,33 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 3.3.2 Chọn aptomat cho xưởng thực hành Dịng điện tính tốn nhà xưởng thực hành: I tt  Ptt 3.U cos   5, 48 3.0,38.0,85  9,8( A) Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.15 Thông số aptomat cho tủ điện xưởng thực hành Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 40A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,84.49  41,16 1, 25.I dmA 1, 25.40   30,06 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 3.3.3 Chọn aptomat cho nhà làm việc học tập a) Chọn aptomat cho tủ điện tổng nhà làm việc học tập Dịng điện tính tốn nhà làm việc học tập: I tt  Ptt 3.U cos   30, 469 3.0,38.0,85  54, 46( A) Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: 43 Bảng 3.16 Thông số aptomat cho tủ điện tổng nhà làm việc học tập Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 80A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,84.107  89,88 1, 25.I dmA 1, 25.80   66,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 b) Chọn aptomat cho tủ điện tầng Dịng điện tính tốn cho tầng 2: I tt  Ptt 3.U cos   13,552 3.0,38.0,85  24, 22( A) Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.17 Thơng số aptomat cho tủ điện tầng nhà làm việc học tập Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 40A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.51  39, 27 1, 25.I dmA 1, 25.40   33,33 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 c) Chọn aptomat cho tủ điện tầng (tầng 4) Dịng điện tính tốn cho tầng (tầng 4): I tt  Ptt 3.U cos   10, 48 3.0,38.0,85  18, 73( A) Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 44 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.18 Thông số aptomat cho tủ điện tầng (tầng 4) nhà làm việc học tập Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 40A 380V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.51  39, 27 1, 25.I dmA 1, 25.40   33,33 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 d) Chọn aptomat cho phòng tiếp khách, phòng giới thiệu việc làm, phòng tạp vụ, phòng làm việc phòng trưng bày sản phẩm Dịng điện tính tốn: I tt  Ptt 2, 68   14,33( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.19 Thơng số aptomat cho phịng tiếp khách, phòng giới thiệu việc làm, phòng tạp vụ, phòng làm việc phòng trưng bày sản phẩm Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 20A 220V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.32  24,64 1, 25.I dmA 1, 25.20   16,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 e) Chọn aptomat cho phịng hội trường Dịng điện tính tốn hội trường: 45 I tt  Ptt 4, 05   21, 65( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.20 Thơng số aptomat cho phịng hội trường nhà làm việc học tập Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 20A 220V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.32  24,64 1, 25.I dmA 1, 25.20   16,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 f) Chọn aptomat cho phòng Giám đốc Dịng điện tính tốn phịng Giám đốc: I tt  Ptt 4,52   24,17( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thông số kỹ thuật sau: Bảng 3.21 Thông số aptomat cho phòng Giám đốc Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 20A 220V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.32  24,64 1, 25.I dmA 1, 25.20   16,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 g) Chọn aptomat cho phòng học 46 Dịng điện tính tốn phịng học: I tt  Ptt 3,15   16,84( A) U cos  0, 22.0,85 Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV – Ngơ Hồng Quang Chọn aptomat có thơng số kỹ thuật sau: Bảng 3.22 Thông số aptomat cho phòng học Loại Số cực Iđm Uđm ABH 103a 20A 220V Kiểm tra kết hợp bảo vệ dây dẫn: khc I cp  0,77.32  24,64 1, 25.I dmA 1, 25.20   16,66 1,5 1,5  khc I cp  1, 25.I dmA (thỏa mãn điều kiện) 1,5 47 CHƯƠNG 4: CHỐNG SÉT VÀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN 4.1 Hệ thống nối đất Hệ thống nối đất – tập hợp cực tiếp địa dây nối đất có nhiệm vụ truyền dẫn dịng điện xuống đất Hệ thống nối đất bao gồm nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo 4.1.1 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 chạm vỏ 4.1.2 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 hồn tồn điện áp làm việc Khi chạm vào chúng, người bị tổn thương dòng điện gây nên 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 riêng lẻ) 4.1.3 Tính tốn nối đất a) Phân tích hệ thống nối đất đại 48 Để đảm bảo tản nhanh dòng sét vào đất điện trở hệ thống nối đất chống sét cho nhà Ryc  10, để bảo vệ an toàn cho người sử dụng thiết bị điện bị rị điện trở nối đất an tồn Ryc  4 Điện cực nối đất sử dụng cọc thép góc L60x60x6 dài l = 2,5m, đóng ngập sâu xuống đất 0,7m, cọc nối với cách hàn vào thép 40x4mm độ sâu 0,8m, hai cọc gần phải đảm bảo khoảng cách a  2,5m tạo thành mạch vịng Hình 4.1 Hệ thống nối đất đại Để giảm điện trở nối đất thường dùng biện pháp đơn giản tăng số lượng cọc, kích thước cọc, cải tạo đất dùng than, muối Các biện pháp dễ làm hiệu kỹ thuật không cao gặp số hạn chế Liên kết phận nối đất thực cơng nghệ hàn hóa nhiệt CADWELD sử dụng để nối kết phận nối đất với chất lượng cao Hàn hóa nhiệt CADWELD có khả tạo mối nối phân tử đồng-đồng, đồng-thép mà không cần lượng ngồi hay nguồn nhiệt Các mối nối hàn hóa nhiệt CADWELD có đặc điểm sau: - Tản dịng điện hiệu dây dẫn - Không hư hỏng hay giảm chất lượng theo thời gian - Mối nối hàn hóa nhiệt CADWELD mối nối phân tử nên khơng bị hỏng hay ăn 49 mòn - Chịu dòng cố lặp lại, khơng địi hỏi kỹ đặc biệt để thực mối hàn hóa nhiệt CADWELD - Thiết bị nhẹ, khơng địi hỏi nguồn ngồi khơng đắt tiền Để đạt trị số điện trở yêu cầu vùng có điện trở suất cao ln vấn đề khó khăn, yêu cầu điện trở đất hệ thống R yc  10 sử dụng đơn cọc đồng, lưới nhôm khơng nhận kết mong muốn Vì cần phải sử dụng loại hóa chất giảm điện trở đất EEC GEM Hóa chất giảm trở đất có ưu điểm sau: - Bền vững khơng cần bảo trì - Giữ điện trở đất số ổn định với thời gian - Không bị phân hủy hay mục rữa - Thích hợp cho việc lắp đặt nơi đất khô hay đất bùn - Không phụ thuộc vào diện nước để trì tính dẫn điện b) Cách tính tốn hệ thống nối đất Bước 1: Xác định điện trở nối đất cọc: R1c  Trong đó: 0,366 2.l 4t  l   tt  log  log  l d 4t  l   (1) ρtt - điện trở suất tính tốn đất, Ω.cm; ρtt = kmax.ρ (kmax = 1,5 hệ số mùa); d - đường kính ngồi cọc, m; l - chiều dài cọc, m; t - độ chơn sâu cọc, tính từ mặt đất tới điểm cọc, cm; t = h + ½.l Đối với thép góc có bề rộng cạnh b, đường kính ngồi đẳng trị tính: d = 0,95.b Thơng thường người ta dùng thép góc L60x60x6 dài 2,5m để làm cọc thẳng đứng thiết bị nối đất Với tham số cọc trên, công thức (1) tính gần sau: R1c  0,00298.tt Bước 2: Xác định sơ số cọc: n R1c c Ryc 50 Trong đó: Rc - điện trở nối đất cọc, Ω  c - hệ số sử dụng cọc Ryc - điện trở nối đất yêu cầu, Ryc = Ω Bước 3: Xác định điện trở nối: 0,366. 2l log l bt  - điện trở suất đất độ sâu chơn (0,8m) Rt  Trong đó: l – chiều dài (chu vi) mạch vòng, cm b – bề rộng nối, b = 4cm t – chiều sâu chôn nối t = 0,8m = 80cm Bước 4: Điện trở nối đất n cọc: Rc  R1c c n Bước 5: Điện trở hệ thống nối đất (Rnd = Rc // Rt) Rnd  Rc Rt Rc  Rt So sánh Rnd với tiêu chuẩn Rnd <  4.1.4 Tính tốn hệ thống nối đất cho nhà ký túc xá, nhà làm việc học tập a) Tính tốn nối đất an tồn Dự định thiết kế hệ thống nối đất cho tòa nhà dùng cọc thép góc L60x60x6 mm3và nối thép dẹt 40x4 mm2 - Lấy kmax = 1,5, điện trở nối đất cọc: R1c  0,00298. tt  0,00298.1,5.0, 4.104  17,88() - Xác định sơ số cọc: n R1c 17,88   5,6 cọc  cọc c Ryc 0,8.4 Trong tra sổ tay có  c = 0,8 - Xác định điện trở nối: Chu vi l = 2.(3 + 6) = 18 m Thép dẹt chôn độ sâu 0,8 m Tính điện trở nối đất độ cao phải nhân với hệ số Điện trở thép nối là: 0,366.0, 4.1,5.104.3 2.18002 Rt  log  15,76() 1800 4.80 51 - Điện trở nối đất cọc là: Rc  R1c 17,88   3,7() c n 0,8.6 - Điện trở hệ thống nối đất là: Rnd  Rc Rt 3,7.15,76    4() (thỏa mãn yêu cầu) Rc  Rt 3,7  15,76 Vậy số cọc cần đóng cọc b) Tính tốn nối đất chống sét - Lấy kmax = 1,5, điện trở nối đất cọc: R1c  0,00298. tt  0,00298.1,5.0, 4.104  17,88() - Xác định sơ số cọc: n R1c 17,88   2, cọc  cọc c Ryc 0,8.10 Trong tra sổ tay có  c = 0,8 - Xác định điện trở nối: Ta có: l = 2.5 = 10 m Thép dẹt chôn độ sâu 0,8 m Tính điện trở nối đất độ cao phải nhân với hệ số Điện trở thép nối là: 0,366.0, 4.1,5.104.3 2.10002 log  25() 1000 4.80 - Điện trở nối đất cọc là: Rt  Rc  R1c 17,34   7, 2() c n 0,8.3 - Điện trở hệ thống nối đất là: Rnd  Rc Rt 7, 2.25   5,6  10() (thỏa mãn yêu cầu) Rc  Rt 7,  25 Vậy số cọc cần đóng cọc 4.2 Chống sét 4.2.1 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 gần triệu V, 52 - Isét gần chục ngàn ampe đến hàng trăm ngàn ampe, - Imax = 200 kA - 300 kA - 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 4.2.2 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: dòng 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 thể người 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 (cơng trình gỗ, tre nứa bị hư hỏng hoàn toàn, gạch đá bị thiệt hại đáng kể, bê tông cốt thép thiệt hại gây giảm tuổi thọ) + Các đường dây tải điện khơng bị sét đánh gây sóng điện áp, truyền vào trạm phá hủy thiết bị trạm + Gây điện áp cảm ứng lên vật dẫn (cảm ứng tĩnh điện, cảm ứng từ…) có phóng điện sét gần Điện áp lên đến hàng chục kV → nguy hiểm 4.2.3 Hệ thống chống sét cho tòa nhà Đối với nhà ký túc xá sử dụng kìm thu sét thép trịn đường kính 16mm dài 0,7m, đặt vị trí mái tịa nhà hình 5.2 Đối với nhà làm việc học tập sử dụng 16 kìm thu sét thép trịn D16 mm2 dài 0,7m, đặt vị trí mái tịa nhà hình 5.4 Sử dụng dây dẫn sét thép trịn đường kính 10mm để chạy dọc cạnh bờ tường mái để liên kết kìm thu sét với dây dẫn xuống để kết nối dây dẫn sét mái với hệ thống với hệ thống tiếp địa Căn theo bảng tra kích thước, chủng loại lựa chọn vật liệu làm dây dẫn, lựa chọn vật liệu làm kìm thu sét thép đặc có đường kính 16mm dây thép đặc 53 đường kính 10mm làm dây liên kết chung cho tồn hệ thống, với giá thành chi phí hợp lý mà đảm bảo an toàn cho toàn cơng trình Các dây dẫn cố định chắn tường, điểm liên kết dây dẫn, liên kết với cọc tiếp địa mối hàn đảm bảo chắn, yêu cầu kĩ thuật Như tính toán nối đất chống sét hệ thống tiếp địa sử dụng bao gồm cọc tiếp địa thép góc L60x60x6 mm3, cọc dài 2,5m, đóng sâu 0,8m mặt đất, cọc nối với thép dẹt 40x4 mm2 Hệ thống nối đất liên kết với kim thu sét thông qua đường dây dẫn sét thép tròn đường kính 10mm 54 KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu tài liệu thực đề tài cung cấp điện, hướng dẫn Th.S Phạm Hoàng Nam 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 tòa nhà, từ tổng hợp tìm phương án cung cấp điện hợp lý cho trung tâm - 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, khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Mai Phi Hùng 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Cung cấp điện Tác giả: Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2, Bài tập Cung cấp điện Tác giả: TS Trần Quang Khánh Nhà xuất khoa học kỹ thuật 3, Thiết kế cấp điện Tác giả: Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật 4, Thiết bị hệ thống chiếu sáng Tác giả: PGS TS Đặng Văn Đào – PGS TS Lê Văn Doanh TS Nguyễn Ngọc Mỹ Nhà xuất giáo dục 5, Nguồn internet www.webdien.com www.ebook.edu.vn www.tailieu.vn 56 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM DẠY NGHỀ VÀ HỖ TRỢ NÔNG DÂN TỈNH YÊN BÁI Giảng viên hướng dẫn : ThS... 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 hệ thống cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề hỗ trợ nông dân Tỉnh Yên Bái? ??, với... (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Trần Đình Dũng Họ tên Sinh viên: Mai Phi Hùng MSSV:135D5103010009 Tên đồ án: Thiết kế cung cấp điện cho trung tâm dạy nghề hỗ trợ nông dân Tỉnh Yên Bái