II. Hệ thống chống sét
7. Phần chống sé t:
Hệ thống sử dụng phiến chống sét, đợc cài trực tiếp vào phiến cài Krone nơi có các đờng trung kế đi từ ngoài vào, dây tiếp địa là loại dây 35 mm bọc nhựa đợc nối trực tiếp từ giá đấu dây MDF đến hệ thống tiếp địa chung toàn công trình.
Phần cung cấp điện nhà CT2 I .Phần cung cấp điện
1. Khái quát chung :
Công trình chung c CT5 là hộ phụ tải loại III, nhng trong trung tâm có những phụ tải quan trọng phải đợc cung cấp điện liên tục, trạm biến thế đợc cung cấp điện từ một nguồn điện cao thế quốc gia, trạm biến thế đợc tính toán với hai máy biến thế để nâng cao khả năng dự phòng.
Việc phân chia các phụ tải tiêu thụ điện theo độ tin cậy cung cấp điện xem bảng 1. Bảng 1. Bảng thống kê các hộ phụ tải tiêu thụ điện của công trình.
Việc tính toán công suất các phụ tải xem phần tính toán công suất trạm điện.
2 Các tiêu chuẩn áp dụng :
- Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam năm 1997 phần hệ thống cung cấp điện. - 20TCN 16.86- Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng.
- 20TCN 96.83-Chiếu sáng bên ngoài công trình dân dụng
- 20TCN 3743.83- Chiếu sáng nhân tạo nhà công nghiệp và công trình công nghiệp.
- 20TCN 25.91- Lắp đặt dây điện trong nhà và công trình công cộng. - 11TCN 18.84 đến 11TCN 21.84 - Qui phạm trang bị điện.
- Các tiêu chuẩn tham khảo nh tiêu chuẩn IEC, BS
3. Các chỉ tiêu lựa chọn:
Chỉ tiêu chiếu sáng : Sử dụng phơng pháp chiếu sáng chung đều kết hợp với chiếu sáng cục bộ (những khu vực có nhu cầu về độ rọi dặc biệt). Về phơng diện chiếu sáng sử dụng đèn huỳnh quang hộp 2x36, 3x36w, 1x36w đèn compac 13w,18w, đèn halogen 50w nhằm đạt các chỉ tiêu độ rọi dới đây :
- Phòng đợi , sảnh chính không nhỏ hơn 150 lux. - Các phòng làm việc, học không nhỏ hơn 300lux. - Sảnh phụ, hành lang không nhỏ hơn 75lux. - Khu vệ sinh, cầu thang không nhỏ hơn 50 lux.
- Các phòng ở gia đình chiếu sáng chung không nhỏ hơn 150lux
4. Giải pháp kỹ thuật:
Thiết kế cung cấp điện cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn nêu ra ở mục 5.2.1.2: các tiêu chuẩn áp dụng.
Thiết kế đảm bảo chất lợng điện năng theo qui định. Thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu chủ yếu sau: a. Nguồn cung cấp điện.
- Thiết kế nguồn cung cấp điện tập trung, nguồn điện gồm các nguồn hàng sau + Nguồn điện chính: sử dụng nguồn điện lới quốc gia 22kv qua máy biến áp giảm áp 22kv/0,4 kv 3 pha+N , 50 Hz, để thoả mãn yêu cầu cung cấp điện hộ loại III cần một nguồn điện trung thế (có thể sử dụng mạch vòng) tới trạm biến thế.
Stt Loại phụ tải tiêu thụ điện Độ tin cậy cung cấp điện
. aBình th-ờng ờng
Ưu tiên Ưu tiên đặc biệt
1 Chiếu sáng văn phòng x
2 Chiếu sáng sân đờng x
3 Các thiết bị thông tin liên lạc x
4 Các thiết bị an ninh x
5 Các thiết bị bơm nớc sinh hoạt x
6 Các thiết bị phục vụ cứu hoả x
7 Chiếu sáng sự cố x
8 Các thiết bị động lực, điều hoà x
9 Cáp điện cho căn hộ x
+ Nguồn điện dự phòng:sử dụng máy phát dự phòng làn việc theo chế độ "standdy" tự động khởi động và đóng điện khi mất điện lới quốc gia.
+ Sử dụng cho các phụ tải đặc biệt nh máy tính ,báo cháy,khởi động động cơ điesel máy phát dự phòng,các đèn sự cố
b. Tủ phân phối điện.
Tủ phân phối điện và điều khiển đặt tại tầng 1 đợc chia thành các tủ theo chức năng sử dụng gồm:
- Tủ phân phối điện cho các tầng và các thiết bị phụ trợ nối với một máy biến áp.
- Tủ phân phối cho các phụ tải u tiên nối với biến áp còn lại và máy phát dự phòng.
- Giữa hai tủ nối với nhau qua máy cắt để có thể đóng qua lại khi cần thiết. Mạch liên động đợc thiết lập để đảm bảo an toàn.
- Các thiết bị điều khiển, khởi động thang máy, bơm cứu hoả, điều hoà nhiệt độ cung cấp đồng bộ với thiết bị chính đợc lắp đặt thiết bị chính,các thiết bị còn lại thiết bị khởi động và điều khiển đợc lấp đặt tập trung kiểu MCC trong các tủ phân phối.
- Các thiết bị phân phối và bảo vệ thiết kế có tính bảo vệ, an toàn cao.Tự động chuyển đổi nguồn, tự động khởi động và dừng máy phát dự phòng khi mất và có lại điện lới.
- Tủ điện bù cosϕ nếu cần thiết để đảm bảo cosϕ>0.85. c. Thiết bị điện:
- Các thiết bị điện phải đợc lựa chọn phù hợp với môi trờng lắp đặt, kết hợp với yêu cầu mỹ thuật.
- Các thiết bị điện phải có chứng chỉ theo qui định.
- Dự tính sử dụng các thiết bị điện của các hãng nh: ABB, Shneider, Simen, AC và tơng đơng cho các thiết bị phân phối. Máy phát điện sử dụng loại máy của hãng Swillson (Anh), hoặc của các hãng khác có nguồn gốc từ EU. Máy biến áp sử dụng loại do hãng ABB hoặc tơng đơng chế tạo.
d. Cáp, đặt cáp và thiết bị điện:
- Sử dụng cáp bền nhiệt ở những nơi cần thiết, chọn lựa cáp cho phù hợp với tuổi thọ tính toán của nhà làm việc.
- Từ buồng phhan phối điện tầng 1 cấp điện đến tong tầng mỗi tầng 01 cáp - Từ buồng phân phối mỗi tầng có đờng cáp riêng cho căn hộ .
- Cần thiết kế hành lang kỹ thuật cho việc đặt cáp, hệ thống nớc, hệ thống lạnh theo quy định. Hộp kỹ thuật phải đặt ở khu vực tách biệt với các phòng làm việc.
- để cấp điện cho từng tầng cáp đặt trong hộp kỹ thuật, âm tờng, âm sàn và luồn trong ống PVC chuyên dụng.
e. Chiếu sáng:
- Để chiếu sáng các phòng ban, cần thiết kế kiến trúc sao cho sử dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên, chiếu sáng nhân tạo sử dụng đèn huỳnh quang 2(3,4)x18w,2(3,4)x36w, âm trần kết hợp đèn compact, đèn halôgen ở những nơi cần thiết.
- Khu vực cầu thang, vệ sinh dùng đèn ốp trần sợi đốt hay huỳnh quang kết hợp với đèn trang trí kiến trúc có tính mỹ thuật cao.
- Tính toán các chiếu sáng sự cố, chiếu sáng di tản và chiếu sáng các biểu chỉ dẫn theo tiêu chuẩn. Sử dụng nguồn ắc qui Backup cho các đèn chiếu sáng này với thời gian 2h.
- Đèn chiếu sáng sự cố, di tản, các biểu chỉ dẩn, hành lang và tằng cầu thang phải đợc cấp điện riêng tách biệt với áp tô mát của các phòng
- Chiếu sáng bên ngoài: Gồm các đờng đi xung quanh, chiếu sáng khu vực vờn cây cảnh chọn lựa các loại chiếu sáng hơi thuỷ ngân, hơi nát ri áp xuất cao kết hợp với các đèn trang trí cáp điện đi ngầm trong ống thép,nhựa chiếu sáng bên ngoài đợc điều khiển tự động (sử dụng photo sensor)và bằng tay.
5. Quy mô xây dựng trạm điện:
Xác định công suất trạm điện phải tính toán sơ bộ đợc tất cả công suất của phụ tảI (xem bảng 2)
Bảng 2. Bảng tổng hợp công suất chiếu sáng và ổ cắm của các tầng (tính cho 01 đơn nguyên). STT Khu vực tính chiếu sáng và ổ cắm Cấp điện điều hoà không khí Cấp điện chiếu sáng ổ cắm CS. tiêu thụ KW 1 Tầng hầm 2 20 20 2 Tầng hầm 1 20 20 3 Tầng 1 100 31 131 4 Tầng 2 100 31 131 5 Tầng 3 100 31 131
Tổng 233 Phần căn hộ (chiếu sáng, ổ cắm và điều hoà) tổng phụ tải của một căn hộ Pđ=13.5kw,
hệ số sử dụng đồng thời k=0.4 ⇒P=5.0kw STT Khu vực tính chiếu sáng, ổ cắm và điều hoà Công suất đặt/1 căn hộ Số lợng căn hộ/1 tầng (tính cho 1 đơn nguyên) CS. tiêu thụ KW 1 Tầng 4 5.0 14 70 2 Tầng 5 5.0 14 70 3 Tầng 6 5.0 14 70 4 Tầng 7 5.0 14 70 5 Tầng 8 5.0 14 70 6 Tầng 9 5.0 14 70 7 Tầng 10 5.0 14 70 8 Tầng 11 5.0 14 70 9 Tầng 12 5.0 14 70 10 Tầng 13 5.0 14 70 11 Tầng 14 5.0 14 70 12 Tầng 15 5.0 14 70 13 Tầng 16 5.0 14 70 14 Tầng 17 5.0 14 70 15 Tầng 18 5.0 14 70 16 Tầng 19 5.0 14 70 17 Tầng 20 5.0 14 70 18 Tầng 21 5.0 14 70 16 Tầng 22 5.0 14 70 20 Tầng 23 5.0 14 70 21 Tầng 24 5.0 14 70 22 Tầng 25 5.0 14 70 Tầng mái 30 Cộng 1570
Hệ số công suất Cosϕ = 0.85.
Công suất của bơm nớc cứu hoả, bơm nớc sinh hoạt, thang máy P = 160kw. Công suất chiếu sáng hành lang cầu thang công cộng P = 10kw
Chọn hệ số sử dụng đồng thời của khu văn phòng và dịch vụ Kđt = 0.8: Chọn hệ số sử dụng đồng thời của khu căn hộ Kđt = 0.7
(1570*0.7)/0.85+(333)*0.8/0.85+(160+10)/0.85=1886kva
Để cấp điện cho công trình một cách an toàn có dự phòng cho 1 đơn nguyên ta sử dụng một trạm biến thế có công suất 2x1000kva (Phần trạm biến thế cấp cho nhà không thuộc phạm vi thiết kế )
Trong trờng hợp nguồn điện lới bị sự cố thì nguồn điện dự phòng phải đảm bảo cho tất cả các tải khu văn phòng, thang máy bơm cứu hoả, chiếu sáng sự cố, chiếu sáng công cộng và khu dịch vụ tầng 1. Tổng phụ tải của phần u tiên phảit cấp điện dự phòng bằng máy phát là
(133+20+170)*0.8/0.85=304kva
Vậy chọn 1 máy phát điện dự phòng công suất 400 kVA để cấp điện dự phòng cho các phụ tải quan trọng đề phòng khi mất nguồn điện cao thế. Máy pháy điện này có khả năng cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng ( bảng 1).
6. Tính toán tiếp địa thiết bị.
Nêu lấy điện trở suất của đất của khu vực Hà Nội bình quân là 200Ωm . Cọc sử dụng là loại cọc sắt L63 đờng kính quy đổi d = 0,03m , dài l = 2,5m và đợc đóng xuống đất ở độ sâu h = 0,8m so với cốt 0.0 do đó t= 2,05m . Khi đó điện trở tiếp đất của một cọc sẽ là :
Căn cứ theo công thức tính trị số tiếp đất của một cọc là : 0,366 x ρ 2 x l 1 4t + l
rc = --- x ( lg --- + ---- lg --- ) ( Ω ) l d 2 4t - l
Trong đó : - ρ là điện trở suất của đất tai nơi đóng cọc( Ωm ) - l là chiều dài cọc ( m )
- d là đờng kính ngoài của cọc ( m) - t độ chôn sâu của cọc ( m )
Ngoài ra , do khi đóng cọc đợc kết hợp với việc đổ hoá chất làm giảm điện trở suất của đất , theo tài liệu của Erico Lightning Technologies ( Mỹ ) thì hoá
chất này có khả năng làm giảm điện trở suất của đất của khu vực đóng cọc từ 50 đến 90% , ta tính là giảm đợc 70% thì trị số điện trở suất sẽ là khoảng 60Ωm.
Thay số vào ta có rc= 20,72 Ω.
Theo TCVN thì trị số điện trở tiếp đất an toàn thiết bị phải Là R≤ 4Ω Số lợng cọc cha kể tới các thanh nối sẽ cần là :
rc
nc = --- = 9,42 Chọn nc = 10 cọc R x ηc
Trong đó : - nc số cọc cần đóng.
- ηc= 0,52 - 0,58 ( trong tính toán thiết kế lấy 0,55) - R trị số tiếp đất yêu cầu.
Điện trở thực tế khi tính đến điện trở của các thanh nối là: Trị số tiếp đất với 10 cọc là Rc=3,76 Ω
Thanh nối là loại băng sắt 40x4 mm
Tính điện trở của các thanh nối đất giữa các cọc với nhau theo công thức : 0,366 x ρ 2x Lt2
rt = --- lg --- (Ω ) Lt b x t
Trong đó : - Lt là toàn bộ chiều dài thanh nối ( m) - b là chiều rộng thanh ( m )
- t độ chôn sâu của thanh ( so với mặt đất ) ( m) Thay số vào ta có : rt = 3,44 Ω
Vậy cả hệ thống tiếp đất sau khi thi công sẽ có trị số tiếp đất là : Rc x rt
Rtổng = --- = 1,796Ω < 4Ω Rc + Rt
Nh vậy điện trở tiếp xúc của các cọc có khả năng đạt yêu cầu . Tuy vậy do không có trị số chính xác điện trở suất của khu vực đóng cọc nên đề nghị khi thi công xong hệ thống tiếp đất cần cho đo kiểm tra lại toàn hệ thống , nếu không đảm bảo nhỏ hơn 4Ω thì nên cho thi công bổ xung đóng thêm cọc cho đạt yêu cầu theo TCVN 4756 - 89 Nối đất và nối không các thiết bị điện.
7. Tính toán tiếp địa chống sét.
Nêu lấy điện trở suất của đất của khu vực Hà Nội bình quân là 200Ωm . Cọc sử dụng là loại cọc sắt L63 đờng kính quy đổi d = 0,03m , dài l = 2,5m và đợc đóng xuống đất ở độ sâu h = 0,8m so với cốt 0.0 do đó t= 2,05m . Khi đó điện trở tiếp đất của một cọc sẽ là :
Căn cứ theo công thức tính trị số tiếp đất của một cọc là : 0,366 x ρ 2 x l 1 4t + l
rc = --- x ( lg --- + ---- lg --- ) ( Ω ) l d 2 4t - l
Trong đó : - ρ là điện trở suất của đất tai nơi đóng cọc( Ωm ) - l là chiều dài cọc ( m )
- d là đờng kính ngoài của cọc ( m) - t độ chôn sâu của cọc ( m )
Ngoài ra , do khi đóng cọc đợc kết hợp với việc đổ hoá chất làm giảm điện trở suất của đất , theo tài liệu của Erico Lightning Technologies ( Mỹ ) thì hoá chất này có khả năng làm giảm điện trở suất của đất của khu vực đóng cọc từ 50 đến 90% , ta tính là giảm đợc 70% thì trị số điện trở suất sẽ là khoảng 60Ωm.
Thay số vào ta có rc= 20,72Ω.
Theo TCVN thì trị số điện trở tiếp địa chống sét bị phải Là R≤ 10Ω Số lợng cọc cha kể tới các thanh nối sẽ cần là :
rc
nc = --- = 3,767 Chọn nc = 6 cọc R x ηc
Trong đó : - nc số cọc cần đóng.
- ηc= 0,52 - 0,58 ( trong tính toán thiết kế lấy 0,55) - R trị số tiếp đất yêu cầu.
Điện trở thực tế khi tính đến điện trở của các thanh nối là: Trị số tiếp đất với 5 cọc là Rc=10 Ω
Thanh nối là loại băng sắt 40x4 mm
Tính điện trở của các thanh nối đất giữa các cọc với nhau theo công thức : 0,366 x ρ 2x Lt2
rt = --- lg --- (Ω ) Lt b x t
Trong đó : - Lt là toàn bộ chiều dài thanh nối ( m) - b là chiều rộng thanh ( m )
- t độ chôn sâu của thanh ( so với mặt đất ) ( m) Thay số vào ta có : rt = 6,45 Ω
Vậy cả hệ thống tiếp đất sau khi thi công sẽ có trị số tiếp đất là : Rc x rt
Rtổng = --- = 3,92Ω < 10Ω Rc + Rt
Kết luận :
Nh vậy điện trở tiếp xúc của các cọc có khả năng đạt yêu cầu . Tuy vậy do không có trị số chính xác điện trở suất của khu vực đóng cọc nên đề nghị khi thi công xong hệ thống tiếp đất cần cho đo kiểm tra lại toàn hệ thống , nếu không đảm bảo nhỏ hơn 4Ω thì nên cho thi công bổ xung đóng thêm cọc cho đạt yêu cầu theo TCVN 46 – 1984 Chống sét trong các công trình xây dựng.