Tính toán phụ tải điện cho cao ốc văn phòng - trung tâm thương mại Citilight Tower bằng phương pháp hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt

MỤC LỤC

CHIA NHểM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN PHỤ TẢI

    Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTT bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian. Vì Citilight Tower là một cao ốc văn phòng – trung tâm thương mại nên phụ tải của nó có những điểm đặc trưng riêng và tác giả nhận thấy phương pháp tính tốn phụ tải theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt phù hợp với yêu cầu về thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà đặt ra.

    TÍNH TỐN PHỤ TẢI

    Chính vì vậy phương pháp tính công suất phụ tải tính tốn trong luận văn là tính theo phương pháp hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt. Tầng Nhóm Tuyến dây Chức năng Thông số điện Hệ số Công suất V pha cosφ P(kw) Ksd Ksdnhóm Kđt P(kw) S(kva).

    BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

    • NGUỒN DỰ PHềNG

      - Vì đây là tòa nhà văn phòng – thương mại cao cấp nên hệ thống chiếu sáng đòi hỏi phải được đảm bảo liên tục. Mặt khác phụ tải chiếu sáng, hệ thống cấp nguồn cho mạng, điện thoại, ổ cắm của tồn bộ tòa nhà tiêu thụ một lượng công suất không cao 175.78 KVA. Chính vì vậy ta quyết định cung cấp điện cho tồn bộ cho tồn bộ hệ thống này từ máy phát dự phòng trong trường hợp lưới điện quốc gia không thể cung cấp cho tòa nhà.

      Công suất mà phụ tải quạt và bơm tiêu thụ không cao 175.195 KVA nên ta quyết định cung cấp tồn bộ công suất quạt bơm từ máy phát dự phòng. Chính vì điều này ta cần phải cân nhắc kỹ trong việc cung cấp điện cho hệ thống điều hòa không khí từ nguồn dự phòng. Ta chỉ cho một chiller (công suất 242.16 KVA) hoạt động để điều hòa không khí ở những nơi thật sự cần thiết trong tòa nhà như các phòng hội nghị, phòng họp….

      Chính vì vậy ta quyết định cung cấp điện cho 1 hệ thống thang máy (công suất 50 KVA) từ nguồn điện của máy phát dự phòng.

      THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

      TÍNH TỐN TRẠM BIẾN ÁP

      - Vì đây là tòa nhà 14 tầng nên việc di chuyển trong tòa nhà cần phải có sự trợ giúp của thang máy. (*) Dựa vào trình tự tính tốn trên ta thực hiện việc chọn MBA cho tòa nhà Citilight Tower. Vậy trạm biến áp của tòa nhà Citilight Tower gồm có 2 máy biến áp có công suất mỗi máy là 1000 KVA.

      Với những phân tích trên ta chọn phương án là sử dụng 2 máy biến áp trong trạm với công suất mỗi máy là 1000 KVA để cung cấp điện cho tòa nhà. Phần lựa chọn số lượng máy biến áp cho trạm ở đây ta không xét đến phương án 3 máy biến áp, vì như ta đã biết hầu như ở tất cả các trạm biến áp trong thực tế không ai thiết kế 3 máy biến áp cho 1 trạm. + Mặt dù phương án này đảm bảo tính liên tục và độ tin cây trong cung cấp điện rất cao nhưng ở trường hợp này, tòa nhà Citilight Tower không đòi hỏi quá cao về yêu cầu này.

      Chính vì những lý do trên nên tác giả không liệt kê phương án 3 máy biến áp trong so sánh lựa chọn các phương án.

      CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

      THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÂY DẪN .1 Lựa chọn dây dẫn

      Trong đó: IB: dòng làm việc max, ở cấp cuối cùng mạch điện, dòng này tương ứng với công suất định mức KVA của tải. In: dòng định mức của CB, đó là giá trị cực đại của dòng liên tục mà CB với Relay bảo vệ quá dòng có thể chịu được vô hạn định ở nhiệt độ môi trường do nhà chế tạo quy định, và nhiệt độ của các bộ phận mang điện không vượt quá giới hạn cho phép. IZ: dòng cho phép lớn nhất, đây là giá trị lớn nhất của dòng mà dây dẫn có thể tải được vô hạn định mà không làm giảm tuổi thọ làm việc.

      Xác định tiết diện dây có khả năng tải IZ1 bằng cách dùng IZ’ có tính đến ảnh hưởng của các hệ số K (IZ’=), của mã chữ cái và vỏ bọc. Hai mạch được coi là đặt kề nhau khi khoảng cách L giữa 2 dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên. Các dây được coi là đặt kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây.

      Dây PE cho phép liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ kim loại không có điện của các thiết bị điện để tạo lưới đẳng áp.

      NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

      CÁC KHÁI NIỆM CHUNG

      Để thực hiện việc nối đất đất đúng kỹ thuật và đạt hiệu quả cao, chúng ta cần biết các khái niệm cơ bản sau:[1]. - Các bộ phận cần nối đất (vỏ kim loại): phần dẫn điện của thiết bị khi bình thường không có điện, tuy nhiên trong điều kiện hư hỏng sẽ xuất hiện điện áp. - Các bộ phận không cần nối đất (không được coi là phần vỏ kim loại).

      - Các phần được coi là bộ phận nối đất tự nhiên (vật dẫn tự nhiên) 1. - nền nhà hoặc tường có kết cấu bêtông cốt thép có bề mặt tự nhiên;.

      CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRONG MẠNG HẠ ÁP THEO TIÊU CHUẨN IEC

        - Các CB, cầu chì sẽ đảm nhận vai trò này, hoặc các RCD, vì bảo vệ chống chạm điện sẽ tách biệt với bảo vệ ngắn mạch pha-pha hoặc pha- trung tính. Khó có khả năng đồng thời xảy ra sự cố tại hai điểm nếu mạng được lắp đặt một thiết bị giám sát cách điện để bảo vệ và báo tín hiệu khi xảy ra sự cố điểm thứ nhất. Nhưng một khi chọn lựa một sơ đồ nào đó thì điều trước tiên là sơ đồ này phải đảm bảo tính an tồn cho thiết bị điện và tính mạng của con người.

        Đối với công trình là tòa nhà cao ốc văn phòng – khu thương mại thì thường sử dụng hai loại sơ đồ nối đất là: Sơ đồ TT và Sơ đồ TN-C-S. Trong khi đó sơ đồ TN-C-S, bảo vệ chống chạm điện gián tiếp được thực hiện bằng thiết bị bảo vệ là các CB, và với các thiết bị bảo vệ này cũng đã đảm bảo độ tin cậy về an tồn cho con người và thiết bị điện. Nếu dùng sơ đồ TN-C thì hệ thống chỉ gồm có 4 dây (3 dây pha và 1 dây PEN), điều này tiết kiệm được chi phí dây dẫn, đặc biệt là khi mạng điện sử dụng những dây dẫn có tiết diện lớn.

        Dựa vào các đặc điểm trên, để hệ thống vừa đảm bảo an tồn, vừa tiết kiệm chi phí đầu tư tác giả chọn hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Citilight Tower theo sơ đồ TN- C-S.

        7.2.2  SƠ ĐỒ TN:( Bảo vệ nối trung tính, nối không)
        7.2.2 SƠ ĐỒ TN:( Bảo vệ nối trung tính, nối không)

        TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CHO CÔNG TRÌNH

        - Dây nối các cọc tiếp đất là dây đồng trần có tiết diện là 70mm2. Giả sử hệ thống nối đất có 6 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể.

        Hình 7.7. Cọc nối đất chôn sâu
        Hình 7.7. Cọc nối đất chôn sâu

        CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP

          Dựa trên bản vẽ mặt bằng, với vị trí đầu ESE đặt tại vị trí trung tâm của tòa nhà thì bán kính bảo vệ của đầu thu sét Rp ≥ 40 m. Để đảm bảo dây dẫn sét không bị phá hủy khi có dòng điện sét đi qua thì tiết diện của dây không được nhỏ hơn 50 mm2 [7]. Đến đây thì bài tốn thiết kế cung cấp điện cho cao ốc văn phòng – trung tâm thương mại Citilight Tower có thể xem là đã hồn thành.

          Dựa trên việc tính tốn nhu cầu phụ tải một cách chi tiết bằng phương pháp hệ số sử dụng, Luận văn đã đưa ra được các phương án cụ thể, từ việc chọn lựa máy biến áp công suất 2x1000 KVA, máy phát dự phòng công suất 640KVA, cho đến việc thiết kế hệ thống chiếu sáng với phương pháp hệ số sử dụng, hệ thống dây dẫn, hệ thống nối đất theo tiêu chuẩn IEC, hệ thống chống sét theo phương pháp hiện đại với việc dùng đầu ESE phát tia tiên đạo sớm và sự lựa chọn các thiết bị bảo vệ dựa trên dòng định mức, dòng ngắn mạch 3 pha và ngắn mạch 1 pha sao cho tồn bộ hệ thống điện của tòa nhà vận hành đạt hiệu suất cao nhất gắn liền với sự đảm bảo an tồn tuyệt đối cho con người và thiết bị điện trong công trình. Mặc dù ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của công thông tin, có rất nhiều phần mềm ra đời, nó có thể giải quyết một cách nhanh chóng bài tốn thiết kế cung cấp điện. Nhưng chúng ta là những người kỹ sư thì việc nắm vững lý thuyết sẽ giúp ta sử dụng những phần mềm trên một cách sáng tạo và chính xác hơn.

          Trong giai đoạn hội nhập quốc tế, các tiêu chuẩn Kỹ thuật điện của Việt Nam ngày càng thay đổi để phù hợp với các tiêu chuẩn của quốc tế; đồng thời các cao ốc văn phòng – khu thương mại cao cấp như Citilight Tower được xây dựng ngày càng nhiều hơn, thì việc áp dụng các tiêu chuẩn Kỹ thuật điện quốc tế IEC để giải quyết các vấn đề trong luận văn là một hướng đi mang tính khả thi cao.