Hệ thống cấp điện trung áp cho khối văn phòng 16 Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội

Chọn máy biến áp

Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp hiệu chỉnh thông số kỹ thuật do ảnh hưởng của môi trường. - Ở chế độ vận hành bình thường thì cả hai máy biến áp sẽ được làm việc song song liên lạc với nhau bằng 1 máy cắt. Đầu ra hạ áp máy biến áp sẽ cấp điện đến các tủ phân phối tổng (MSB) và từ đó điện năng sẽ được đưa đến các tủ phân phối tầng (DB) và các tủ phụ tải tương ứng.

- Khi phụ tải ưu tiên bị mất nguồn điện từ lưới thì máy phát dự phòng sẽ được khởi động và cấp điện cho phụ tải ưu tiên giảm thiểu tối đa thời gian mất điện của phụ tải. Quá trình chuyển mạch nguồn cấp từ trạm biến áp sang nguồn máy phát thông qua thao tác chuyển đổi nguồn của thiết bị ATS. Máy phát phải có khả năng tự bảo vệ trong các trường hợp ngắn mạch, quá tải, quá nhiệt…; được làm mát tự nhiên, buồng đặt máy phát được thiết kế chống ồn bằng các lớp cách âm.

Để chọn được công suất của máy phát điện dự phòng ta phải biết chính xác công suất phụ tải ưu tiên để từ đó có thể chọn được máy phát có công suất hợp lý nhất. Tránh trường hợp chọn máy phát có công suất lớn hơn phụ tải yêu cầu quá nhiều sẽ tăng vốn đầu tư và tốn nhiên liệu khi vận hành làm máy phát làm việc không hiệu quả, còn công suất quá thấp sẽ dẫn đến máy phát điện không đủ công suất cần thiết, bị quá tải, giảm tuổi thọ trầm trọng. Mặt khác, để tăng tuổi thọ và độ bền máy phát điện nên chọn công suất của máy phát điện lớn hơn công suất phụ tải yêu cầu 10%.

Chọn phương án cấp nguồn trung áp

Phương án 2 (hình b): dùng dao cách ly và máy cắt phụ tải (dao cắt phụ tải kết hợp với cầu chì). So sánh giữa 2 phương án ta thấy: cả 2 phương án đều có các chức năng đóng cắt mạch điện bảo vệ máy biến áp. Phương án 2 sử dụng dao cắt kết hợp cầu chì, đó là một giải pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí đầu tư hơn.

Tuy nhiên phương án 1 dùng máy cắt giúp bảo vệ tác động chính xác hơn, vốn đầu tư cao hơn nhưng xét về quá trình sử dụng thì máy cắt giảm được bảo trì và phụ tùng thay thế so với dao cắt kết hợp cầu chì.

Xây dựng sơ đồ đi dây phân phối nguồn điện

Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp phòng, được cấp nguồn từ thanh cái tủ MSB1. Các tầng khu kỹ thuật,hệ thống thang máy, các hệ thống bơm, hệ thống chiếu sáng sự cố lấy nguồn từ thanh cái tủ MSB2. Từ các tủ tổng tầng điện năng sẽ được đưa đến các tủ văn phòng và tủ phụ tải khác.

Các phụ tải ưu tiên được dự phòng bằng nguồn máy phát, được kiểm soát bởi hệ thống tự động đóng nguồn dự phòng ATS. Hệ thống cáp điện được đi trong máng cáp đặt đứng tại khoang phía sau thang máy. Các tủ phân phối tầng được đặt tại phòng kỹ thuật điện của mỗi tầng.

Phương pháp chọn dây dẫn và cáp

Tuy nhiên có những điều kiện kỹ thuật thuộc phạm vi an toàn do đó dây dẫn sau khi đã được lựa chọn theo các điều kiện khác vẫn cần phải chú ý đến điều kiện riêng của từng loại dây dẫn, vị trí và môi trường nơi sử dụng để có thể lựa chọn được đơn giản và chính xác hơn. • Để đảm bảo độ bền cơ học người ta qui định tiết diện dây tối thiểu cho từng loại dây ứng với cấp đường dây (vật liệu làm dây, loại hộ dùng điện, địa hình mà dây đi qua…). Để ngăn ngừa hoặc làm giảm tổn thất vầng quang điện người ta cũng qui định đường kính dây dẫn tối thiểu ứng với cấp điện áp khác nhau.

Phương pháp này áp dụng với lưới điện áp có U ≥ 110 (kV), bởi vì trên lưới này không có thiết bị điện sử dụng trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa là yêu cầu không chặt chẽ. Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn thời gian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt. - Chọn thiết diện theo điện áp cho phép ∆Ucp: Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chỉ tiêu chất lượng điện làm điều kiện kiên quyết.

Chính vì thế, nó được áp dụng để chọn tiết diện cho lưới điện nông thôn, đường dây tải điện khá dài, chỉ tiêu điện áp rất dễ bị vi phạm. - Chọn dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp: Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cho lưới hạ áp đô thị , công nghiệp và sinh hoạt. Lựa chọn máy biến áp, máy phát và phương án cấp nguồn trung áp tqđ - Thời gian quy đổi, với lưới trung áp và hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch (0,5÷1s).

Chọn cáp trung áp

Cáp từ nguồn 22kV đến tủ cao thế (RMU) của trạm biến áp trong tòa nhà. Để tránh sự cố gián đoạn cung cấp điện cho công trình, sử dụng sơ đồ nối điện liên thông 1 đường cáp đến 1 đường cáp đi. Chọn cỏp điện cho CADIVI sản xuất loại Cu/SE cỏp trung thế 3 lừi, giáp 2 lớp băng thép, độn lót bằng sợi PP, ruột dẫn bằng đồng;.

Cáp từ tủ RMU sang MBA nằm trong phòng trạm biến áp tòa nhà có chiều dài là L=5m. Chủng loại 3-lừi, giỏp 2 lớp băng thộp, độn lút bằng sợi PP, ruột dẫn bằng đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC, Mã sản phẩm Cu/SE (cáp trung thế CADIVI). Với đoạn từ trạm biến áp trung gian đến tủ RMU là lộ đơn, từ tủ RMU đến MBA là lộ đơn.

Chọn cáp từ máy phát dự phòng đến tủ ATS

Tra catalog cáp do hãng CADIVI sản xuất , loại cáp Cu cách điện XLPE, vỏ PVC, không có giáp bảo vệ, lắp trong không khí. Ta chọn cáp giống với cáp từ MBA đến tủ hạ áp đã thỏa mãn các yờu cầu kĩ thuật.

Thiết kế chi tiết cho tầng điển hình của một đơn nguyên

Tính chọn dây dẫn từ aptomat nhánh cấp cho văn phòng.Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.

Tính toán bù công suất phản kháng

Fmm2 Đường kính mm Trọng lượng 1km đường dây (kg/. hệ số công suất cosφtn của mạng được nâng cao Q, P và góc φ có quan hệ sau:. Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó gócφ giảm, kết quả là cosφ tăng lên. * Hệ số công suất cosφ được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau:. - Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. - Giảm được tổn thất điện áp tổng mạng điện. - Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. - Tăng khả năng phát của các máy phát điện. a)Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ. Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ có thể làm bằng các cách như: hợp lý hoá các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ , thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ cosφ công suất hợp lý hơn .. nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên mang lại lợi ích rất lớn vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng .thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng. Tính toán lưới điện hạ áp b) Chọn thiết bị bù. - Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ. - Công suất phản kháng phát ra theo bậc thang và không thể thay đổi được.

Từ các đặc điểm trên, ta nhận thấy có thể lựa chọn thết bị bù là các tụ điện tĩnh có ưu điểm là giá một đ n vị phản kháng phát ra là không đổi nên thuận lợi cho việc chia nhỏ thành. Mặt khác, tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng, từ 3 ~5 W và vận hành đơn giản ít sự cố.