Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 12 tầng

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục LỜI MỞ ĐẦU Trong công xây dựng đổi đất nước , nghành cơng nghiệp điện ln giữ vai trị vô quan trọng ngày điện trở thành dạng lượng thiếu hầu hết lĩnh vực Khi xây dựng khu công nghiệp , nhà máy , khu dân cư việc phải tính đến xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt cho khu vực Trong cơng cơng nghiệp hố đại hố , nghành cơng nghiệp nước ta ngày khởi sắn,các tòa nhà chung cư cao tầng không ngừng xây dựng.Gắn liền với công trình hệ thống cung cấp điện thiết kế xây dựng.Xuất phát từ yêu cầu thực tế với kiến thức học khoa Hệ Thống Điện - Trường Đại Học Điện Lực,tôi nhận đề tài thiết kế đồ án môn học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 12 tầng Đồ án môn học giúp hiểu rõ thêm công việc thực tế kĩ sư hệ thống điện,hay cơng việc sau thân Với hướng dẫn tận tình thầy Trần Quang Khánh tơi hồn thành đồ án môn học Hà Nội ngày 02 tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Đức Nhân Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sinh viên: Nguyễn Đức Nhân Lớp: Đ2-H1 Tên đồ án: Đồ án cung cấp điện cho chung cư cao tầng Thời gian thực hiện:10/02/2010-02/6/2010 ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư thuộc khu vực nội thành thành phố lớn Chung cư có N tầng Mỗi tầng có n h hộ, cơng suất tiêu thụ hộ có diện tích 70m2 p0, kW/hộ Chiều cao trung bình tầng H = 3,8m Chiếu sáng trời với tổng chiều dài ba lần chiều cao tịa nhà, suất cơng suất chiếu sáng pocs2=0,03 W/m Khoảng cách từ nguồn đấu điện đến tường tòa nhà L, mét - Tồn chung cư có ntm thang máy, cơng suất thang máy với hệ số tiếp điện  =0,6; cos  0,65 - Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt; thoát nước; cứu hỏa; bể bơi Thời gian điện trung bình năm t f=24 h; Suất thiệt hại điện là: gth=2500đ; Chu kỳ thiết kế năm; Thời gian sử dụng công suất cực đại TM=3950h/năm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng: c =1000đ/kWh; Giá mua điện gm=520 đ/kWh; Giá bán điện gb=820đ/kWh Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Số Số A lphabe S ,m ố lượng L hộ/tầng, nh ứng công suất với diện tích thang máy, m2/hộ tầng 1 kW 00 20 Số lượng công suất máy bơm, kW N hỏ L ớn Cấp nước sinh hoạt T hoát B ể bơi ứu hỏa 1 N 15 x7,5 x25 2x30+6x6,5 +6x1,2 x4,8 C x10 0+25 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Nhiệm vụ thiết kế I Thuyết minh Tính tốn nhu cầu phụ tải 1.1 Phụ tải sinh hoạt 1.2 Phụ tải động lực 1.3 Phụ tải chiếu sáng 1.4 Tổng hợp phụ tải Xác định sơ đồ cung cấp điện 2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp 2.2.Lựa chọn phương án (so sánh phương án) -Sơ đồ mạng điện bên -Sơ đồ mạng điện nhà Chọn số lượng công suất máy biến áp chọn tiết diện dây dẫn 3.1.Chọn số lượng công suất máy biến áp 3.2.Chọn tiết diện dây dẫn Chọn thiết bị điện 4.1.Tính tốn ngắn mạch 4.2 Chọn thiết bị trạm biến áp 4.3.Chọn thiết bị tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ đo lường v.v.) 4.4.Kiểm tra chế độ khởi động động Tính tốn chế độ mạng điện 5.1.Tổn thất điện áp 5.2.Tổn thất công suất 5.3.Tổn thất điện Thiết kế mạng điện hộ 6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 6.2.Chọn thiết bị mạng điện hộ Tính tốn nối đất Hoạch tốn cơng trình Phân tích kinh tế tài - II Bản vẽ Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ Sơ đồ mạng điện hộ Sơ đồ nối đất Các bảng số liệu tính tốn Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Mục lục ĐỀ BÀI .2 Nhiệm vụ thiết kế A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.Giới thiệu chung Những yêu cầu chung thiết kế dự án cung cấp điện: B.THỰC HIỆN I.THUYẾT MINH 1.TÍNH TỐN NHU CẦU PHỤ TẢI 1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt tòa nhà chung cư 1.2 Xác định phụ tải động lực 11 2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 15 Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng 15 2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA) 16 2.2.Lựa chọn phương án (so sánh phương án) 17 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN; 22 3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 22 3.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 31 4.CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 38 4.1 Tính tốn ngắn mạch mạng điện hạ áp 38 4.2 Chọn thiết bị trạm biến áp 41 4.3 Chọn thiết bị tủ phân phối phía hạ áp 41 4.4 Kiểm tra chế độ khởi động động 47 TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN .48 5.1 Tổn thất điện điện áp 48 5.2 Tổn thất công suất-tổn thất điện 49 6.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ 51 7.TÍNH TỐN NỐI DẤT .55 8.HẠCH TỐN CƠNG TRÌNH .58 PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 61 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục II.BẢN VẼ 65 Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 65 Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 66 Sơ đồ mạng điện hộ 67 Sơ đồ nối đất 68 Bảng số liệu tính tốn .68 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.Giới thiệu chung Trong thị lớn,do có tốc độ thị hoá cao,dân số ngày tăng nhanh,các cơng trình giao thơng địi hỏi ngày mở rơng diện tích đất thị ngày bị thu hẹp.Vì việc phát triển nhà chung cư khuynh hướng tất yếu để giải gánh nặng nhà cho người dân 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 tồn kinh tế.Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ ln 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 hang năm thấp  Đảm bảo an toàn cho người dung thiết bị  Thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện,nhất 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 công lắp đặt tính mỹ quan cơng trình Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Dưới xin đưa dự án cung cấp điện cho chung cư 12 tầng với đầy đủ tiêu chuẩn cho phép kinh tế kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án sau: I.Thuyết minh 1.Tính toán nhu cầu phụ tải 1.1 Phụ tải sinh hoạt 1.2 Phụ tải động lực 1.3 Phụ tải chiếu sáng 1.4 Tổng hợp phụ tải 2Xác định sơ đồ cung cấp điện 2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp 2.2.Lựa chọn phương án (so sánh phương án) -Sơ đồ mạng điện bên -Sơ đồ mạng điện nhà Chọn số lượng công suất máy biến áp chọn tiết diện dây dẫn 3.1.Chọn số lượng công suất máy biến áp 3.2.Chọn tiết diện dây dẫn Chọn thiết bị điện 4.1.Tính tốn ngắn mạch 4.2 Chọn thiết bị trạm biến áp 4.3.Chọn thiết bị tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ đo lường v.v.) 4.4.Kiểm tra chế độ khởi động động Tính tốn chế độ mạng điện 5.1.Tổn thất điện áp 5.2.Tổn thất công suất Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 5.3.Tổn thất điện Thiết kế mạng điện hộ 6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng 6.2.Chọn thiết bị mạng điện hộ Tính tốn nối đất Hoạch tốn cơng trình Phân tích kinh tế tài - II.Bản vẽ 1.Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 2.Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 3.Sơ đồ mạng điện hộ 4.Sơ đồ nối đất 5.Các bảng số liệu tính tốn B.THỰC HIỆN I.THUYẾT MINH 1.TÍNH TỐN NHU CẦU PHỤ TẢI 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục mat sinh hoạt apto mat tầng apto mat tầng apto 2 2 mat động lực apto mat máy bơm apto mat thang máy lớn apto mat thang máy nhỏ cầu 3-G EA52 G EA52 G SA60 3-H SA40 3-H SA40 3-H EA10 3-G chảy chiếu ME- động từ Biến 211 TKM -0,5 dòng Ampe ke Vonk 200A 0500V e Công 12 350 4,2 350 2,1 cái cái 600 1,8 50 0,05 12 300 0,9 400 1,6 10 310 3,1 10 600 402 230 230 4,02 2,3 4,6  P-2 sáng Khởi 0- 82 150 18 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sứ M,50 x5 Bộ 3 dàn trạm Cọc tiếp địa Than tơ pha Đồng h nối 5,6 50x6 kg 10 60 0,6 50 0,45 cọc 12 100 1,2 M 22 15 0,33 Tổn 448 350 3,5 g ,18  Tổng giá thành công trình V =489,693 triệu đồng  Tổng giá thành có tính đến cơng lắp đặt V  k ld V =1,1 448,18 =493 triệu đồng  Giá thành đơn vị công suất đặt gd   V 448,18  106  2,445.106 đ/kVA Sd 200 Chi phí vận hành năm Cvh = k0&M.V∑= 0,02 448,18.106=9779.106 đ Hệ số sử dụng vốn đầu tư khấu hao thiết bị Chi phí tổn thất điện Cht = ght A  =1000.23562,77=23,562.106đ 83 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục p l  k kh   0,036  0,086 Tn 20 (các giá trị k0&M kkh lấy theo phụ lục bảng 5.pl[1])  Tổng chi phí quy đổi Z  p.V  C ht  C vh =(0,086.489,623+ 23,562+9779).106 =69,45.106 đ/năm Tổng điện tiêu thụ: �A  P�.T�  188,187.3950  743338kW  Tổng chi phí đơn vị điện Z 69,45.106 g   93,42 đ/kW A 743339 � 84 Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH Trước hết ta xác định sản lượng điện bán năm đầu: A b1  S1.TM  267,049.3950  1054842 kWh Lượng điện tổn thất: A1  A%.A b1 =0,0317 1054842= 33438 kWh Điện mua vào: A m1  A b1  A1 =1054842 + 33438 = 1088280kWh Chi phí mua điện: Cm1  A m1.c m =1088280.520 = 565,9.106 đ=565,9tr.đ Để đơn giản ta lấy đơn vị tính triệu đồng (tr.đ) Doanh thu: B1  A b1.c b1 =1054842.820 = 864,971 tr.đ Chi phí vận hành hàng năm: Cvh = k0&M.V∑ =0,02.489,963 = 9,799 tr.đ Chi phí khấu hao Năm thứ nhất: C kh.1  k kh V = 0,036.489,963= 17,64 tr.đ Tổng chi phí khơng thể khấu hao năm thứ Cm&vh1 = Cm.1 + Cvh1 = 565,9 + 9,799= 575,77 tr.đ Dòng tiền trước thuế T1 = B1 – Cm&vh1 = 864,971 - 571,074 = 293,897 tr.đ Lãi chịu thuế: Năm thứ nhất: L lt1  T1  C kh = 293,897 - 17,64 = 276,146 tr.đ Thuế lợi tức: t lt1  L lt s = 276,146.0,15 = 41,422 tr.đ Tổng chi phí tồn bộ: 85 Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục C1  Cm1  C vh1  Ckh1  t lt1 =565,212 +9,799 +17,64+ 41,422 = 634,8 tr.đ Dòng tiền sau thuế: T2  T1  t lt = 293,897- 41,422 = 252,475 tr.đ Hệ số quy đổi   1   0,91 t (1  i) (1  0,1)1 Giá trị lợi nhuận quy L ht  T2  = 252,475.0,91 = 229,523 tr.đ Tổng chi phí quy C1.1 = 630,247.0,91 = 572,952 tr.đ Tổng doanh thu quy B1. =864,971 0,91 = 786,337 tr.đ Tính tốn tương tự cho năm khác, kết ghi bảng 3.12 NPV = 747,4420 R = B/C =6244,75/4085,56=1,528 Khi i = 47 NPV = 7,2056và i = 48thì NPV= -1,6665 IRR=i1  NPV1 7,2056  47   47,82% NPV1  NPV2 7,2056  1,6665 Bảng 9.1 St Ab.103 Am.103 86 A.103 Am.103 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 267,0490 1054,8436 33,4385 1088,2821 269,8410 1065,8720 33,7881 1099,6601 272,6340 1076,9043 34,1379 1111,0422 275,4270 1087,9367 34,4876 1122,4242 278,2190 1098,9651 34,8372 1133,8022 281,0120 1109,9974 35,1869 1145,1843 283,8040 1121,0258 35,5365 1156,5623 Bảng 9.2a Cm 106 B.1 06 Cm& 106 vh 565 864 ,9067 571 ,9717 874 493 T1.1 06 106 - ,0910 493,0910 575 289, ,7057 581 Llt 2660 292, 87 tlt 106 C � 06 276 41,4 634,7 ,1460 279 219 41,8 676 641,1 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục ,8232 577 ,0150 883 ,6222 587 3928 295, ,3220 282 983 42,3 605 647,5 ,7419 583 ,0615 892 ,5409 593 5206 298, ,4990 285 749 42,8 558 653,9 ,6606 589 ,1081 901 ,4596 599 6484 301, ,6750 288 513 43,3 509 660,3 ,5772 595 ,1513 910 ,3762 605 7752 304, ,8520 292 278 43,8 440 666,7 ,4958 601 ,1979 919 ,2948 611 9030 308, ,0280 295 042 44,2 390 673,1 ,4124 ,2412 ,2114 0298 ,2050 808 322 Bảng 9.2b C T2.1 06 t � 106 B.t 106 106 247, T2.t T2.t(i =47) - - T2.t( i=48) - 493,0000 493,1000 493,0910 786, 225, 168, 167, 0, 577, 8441 9091 250, 0, 0614 529, 3379 722, 3128 207, 6014 115, 4622 114, 4945 8264 253, 0, 8847 486, 3264 663, 0202 190, 9214 79,6 3601 78,0 1457 7513 255, 0, 5182 446, 4572 609, 1921 174, 927 54,7 882 53,3 7972 6830 258, 0, 6572 410, 3218 559, 7129 160, 806 37,6 149 36,3 4474 6209 261, 0, 0216 376, 5441 513, 4755 147, 518 25,8 968 24,8 88 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 0988 5645 263, 0, 7490 5132 3568 345, 7830 471, 3835 135, 762 17,7 447 16,9 4232 7161 3449 747, 815 7,20 574 4420 56 T Khi tn = NPV = 1,6665 �T  = -60,7 tr.đ t t 0 Và t = NPV = �T  = 129,5 tr.đ t t 0 Thời gian thu hồi vốn tn T  tn  �T2  t 2 t 0 t n 1 tn �T   �T  t 0 t t 0 t 60,7  2,32 năm 129,5  60,7 Bảng 9.3 tiêu kinh tế tài cơng trình điện NPV 747,4 IRR 8,74% B/C 1,374 T 2,27 năm Kết luận: Tất tiêu kỹ thuật mạng điện đảm bảo yêu cầu thiết kế Dự án có mục đích chủ yếu phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt nhân dân, bên cạnh thấy dự án mạng lại hiệu kinh tế với tổng vốn đầu tư 493 triệu đồng thu hồi khoảng thời gian 2,23 năm Các tiêu kinh tế tài biểu thị bảng cho thấy dự án hồn tồn chấp nhận 89 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục II.BẢN VẼ 1-Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 90 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 2-Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 91 Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc mặt c đứ ng A - A mặt t r m biến p kiểu kín(xây,t r o ng nhà) hai m¸ y BiÕn ¸ p -m¸ y biÕn ¸ p -t h anh c ¸ i h¹ p -đầu c p c ao p -t h anh c ¸ i c ao ¸ p -t ñ c ao ¸ p -r · nh c ¸ p - c ¸ c t ủ hạ p -t h ô ng g iã 92 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3-Sơ đồ mạng điện hộ 93 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 4-Sơ đồ nối đất 94 l Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục l l h =0,8 m l =3,0 m 5-Bảng số liệu tính tốn TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục [1]-Ts Trần Quang Khánh.Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC [2]-Ts Trần Quang Khánh.Bài tập cung cấp điện.Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3]-Pgs.Ts Phạm Văn Hòa.Ngắn mạch cố đứt dây hệ thông điện [4] – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [5] – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [6] – Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV NXB Học Kỹ Thuật, 2000 [7] – Nguyễn Văn Đạm Thiết kế mạng hệ thống điện NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [8] – Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp NXB KhoaHọc Kỹ Thuật, 2005 [9] – Trịnh Hùng Thám- Nguyễn Hữu Khái - Đào Quang Thạch - Lã Văn Út - Phạm Văn Hòa- Đào Kim Hoa Nhà máy điện trạm biến áp 96 ... triển nhà chung cư khuynh hướng tất yếu để giải gánh nặng nhà cho người dân 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. .. nghệ, giáo dục 2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng 23 Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12. .. nghệ, giáo dục Sinh viên: Nguyễn Đức Nhân Lớp: Đ2-H1 Tên đồ án: Đồ án cung cấp điện cho chung cư cao tầng Thời gian thực hiện:10/02/2010-02/6/2010 ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư