Ổ cắm có hai loại: loại ổ cắm chống nƣớc (IP ) và ổ cắm thƣờng thì (IP ≤ 54). Ngoài ra còn có thể phân loại theo số cực, phƣơng pháp lắp đặt.
Loại ổ đơn: loại âm tƣờng, loại âm sàng, lọa gắn nổi, loại một pha, loại ba pha. Pđặt = 150w <> 180 VA
- loại ổ đôi: (tƣơng đƣơng ổ đơn).
Kí hiệu: 1P+1N+1E, 2P+N+E, P+N+E, P+N.
Tính toán số lƣợng ổ cắm.
Có 2 phương pháp.
PP1: Nếu biết công suất thiết bị bố trí tại vị trí cần có ổ cắm Số lƣợng ổ cắm = số lƣợng thiết bị x 1.1
Công suất ổ cắm phụ thuộc vào công suất thiết bị.
PP2: Nếu không biết công suất thiết bị và vị trí cần có ổ cắm
Thì ta không cần thiết kế và chỉ ƣớc lƣợng công suất tải để cấp cho tủ điện. Nhằm phục vụ cho các mục đích và công năng sau này.
Ví dụ: Thiết kế ổ cắm cho khu bếp căng hộ trung cƣ cao cấp.
Tủ lạnh 150W Bếp từ đôi 4000W Máy hút mùi bếp 100W Bình nóng lạnh 1500W Máy sấy bát 500W Máy rữa bắt 1000W Ấm đung nƣớc 1000W Lo vi sóng 1000W Nồi cơn điện 750W Máy xay sinh tố 200W Quạt 60W
1. Số lƣợng ổ cắm 11 x 1.1 = 12 ổ cắm.
2. Ổ đôi căng cứ vào bản vẽ nội thất để ghép thiết bị cho phù hợp. 3. Bếp từ luôn đƣợc tách thành nguồn riêng.
4. Tính toán các thiết bị có thể cần đến ổ cắm.
5. Tính theo công suất phụ tải cho phép Po = 20-25W/m2. 6. Số lƣợng ổ cắm thì n*Pdat = Po*S
Pdat Công suất đặt của ổ cắm.
S điện tích mặt sàng.
n (ổ cắm) = Po*S/Pdat.
7. Tính công suất của một lộ ổ cắm. Ptt = Kpt*Ku*Ks*∑Pdmi (i=1÷n)
n số ổ cắm
Kpt: hệ số phát triển Ku: hệ số sử dụng Ks: hệ số đồng thời
Knc = Ku*Ks (phụ thuộc vào tính chất tải)
Bảng thiết kế trên AutuCAD.
CHƢƠNG 3
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CHUNG CƢ 3.1 Sơ đồ nguyên lí tổng thể các tủ điện phụ tải trong chung cƣ.
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lí tổng thể tòa nhà. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kèm)
3.2 Xác định phụ tải tính toán cho căng hộ. 3.2.1 Phụ tải tính toán của 1 lộ chiếu sáng. 3.2.1 Phụ tải tính toán của 1 lộ chiếu sáng.
Ptt1lộ = K ∑ni=1 Pđm bộ đèn thứ i Hệ số Kyc = 1
Trong đó bộ khởi động của đèn đƣợc tính bằng ¼ công suất định mức của bóng đèn.
3.2.2 Phụ tải tính toán của các lộ ổ cắm.
Ổ cắm cũng đƣợc phân chia thành nhiều khu vực khác nhau: Phòng bếp – phòng khách phòng ngủ – phòng ăn – văn phòng – khu xƣởng sản xuất.
Nhƣng trƣớc hết phải biết đƣợc công suất dùng điện của các thiết bị trong đó:
BẢNG LIỆT KÊ CÔNG SUẤT MỘT SỐ TẢI
P.bếp
Nồi cơm điện 3,2 lít 960 W
Lò vi sóng 1200 W Dụng cụ cầm tay 750 W Máy giặt 160 W Tủ lạnh 100 W Lò nƣớng 1800 W CỘNG 4970 Ổ cắm ngủ chính 1 TV 100 W 1 DVD 70 W 1 bàn ủi 2000 W 1 đèn bàn 11 W 1 cạo râu 5 W 1 Laptop 100 W CỘNG 2286 W Ổ cắm ngủ 1+2 2 TV 200 W 2 DVD 140 W 2 đèn bàn 22 W 2 cạo râu 10 W 2 Laptop 200 W CỘNG 572 W Ổ Khách+Ăn+H.lang+Chuông 1 TV 100 W 1 DVD 70 W 1 Ampli Karaoke 300 W 1 Chuông 60 W 4 Ổ cắm còn lại 320 W CỘNG 850 W
Bảng 3.1 công suất tải cho ổ cắm
Trong trƣờng hợp không xác định đƣợc các tải cắm vào ổ cắm là tải gì? Chúng ta sẽ căn cứ vào tiêu chuẩn: TCXDVN – 9206 – 2012 để xác định.
Hình 3.2 Công suất tính toán ổ cắm. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012) Nhƣ vậy phụ tải tính toán cho một lộ ổ cắm đƣợc xác định: Ptt1 lộ = Kyc ∑ni=1 Pđmtb dùng điện thứ i
Hệ số Kyc = Ku*Ks
Trong đó:
Ku là hệ số sử dụng
Ks là hệ số đồng thời.
Các giá trị đƣợc phân chia theo từng khu vực khác nhau của căn hộ, khu văn phòng, khu dịch vụ.
Trong phòng bếp hệ đƣợc phân chia thành 2 loại:
Đối với các thiết bị bếp: Nhà hàng, khách sạn… không phải bếp của các hộ gia đình thì hệ số yêu cầu đƣợc xác định:
Hình 3.3 Hệ số nhu cầu của bếp. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Đối với các thiết bị bếp của hộ gia đình: Nhu cầu dùng không lớn bằng nên thƣờng tùy chọn nhỏ hơn 10 – 20%
Đối với bếp từ: Hệ số yêu cầu chúng ta áp dụng giống nhƣ bẳng 3 với các thiết bị 1,2,3,4 bếp từ
Đối với điều hòa thông gió trung tâm hoặc bán trung tâm:
Chúng ta chọn hệ số yêu cầu cũng nhƣ phụ tải tính toán theo hƣớng dẫn sau:
Hình 3.4 Công suất tính toán điều hòa. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Đối với các động cơ bơm chữa cháy, bơm sinh hoạt, quạt thông gió chúng ta áp dụng bảng chỉ dẫn sau:
Hình 3.5 Hệ số nhu cầu của động cơ. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Đối với thanh máy cho khu trung cƣ chúng ta cũng áp dụng nhƣ sau:
Hình 3.6 Công suất tính toán của thang máy. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
3.2.3 Xác định phụ tải tính toán cho tủ điện.
3.2.3.1 Phụ tải tủ điện căn hộ
Các phụ tải: Lộ chiếu sáng, lộ ổ cắm cho các khu vực, bình nóng lạnh, điều hòa cục bộ…
Phụ tải tính toán tổng của tủ điện căn hộ chúng ta áp dụng:
Hình 3.7 Công suất tính toán của căn hộ. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Trích dẫn bảng tính phụ tải
Bảng 3.2 Tủ điện căn hộ A.
3.2.4 Với tủ điện tầng
Trong trung cƣ tủ điện tầng đƣợc phân làm 2 trƣờng hợp:
Trường hợp 1: Tủ điện tầng căn hộ.
Hình 3.8 Hệ số đồng thời của căn hộ theo số hộ tiêu thụ. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Trích dẫn bảng tính phụ tải
Bảng 3.3 Tủ điện tầng tòa A. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
Trƣờng hợp 2:Tầng các khu thƣơng mại dịch vụ chúng ta áp dụng tính toán theo chức năng của mạch
Cũng có thể áp dụng tính công suất tính toán mà hệ số đồng thời theo số mạch của tủ điện vì tủ điện tầng đƣợc coi là tủ điện phân phối:
Hình 3.9 Hệ số đồng thời của tủ điện phân phối. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Trƣờng hợp 3: chúng ta áp dụng tính toán và lựa chọn hệ số đồng thời theo chức năng của mạch.
Hình 3.10 Hệ số đồng thời của các thiết bị. (Trích dẫn TCVN 9206 : 2012)
Trích dẫn bảng tính phụ tải
Bảng 3.4 Tủ điện tầng hầm 1.1. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
3.2.5 Với tủ điện hạ thế.
Với tủ hạ thế phụ tải tính toán đƣợc tính theo công suất tính toán của các tủ: tủ điện tầng, tủ điện điều hòa trung tâm, tủ điện bơm phòng cháy chữa cháy…
Hệ số phát triển Kpt = 1
Hệ số đồng thời Ks đƣợc tính toán theo khả năng làm việc đồng thời của các nhóm phụ tải tủ điện trên và thƣờng lấy Ks = 0.7 ~0.9
Nhƣ vậy chúng ta hoàn toàn xác định đƣợc phụ tải tính cho chung cƣ.
Lƣu ý: Xem bảng phụ tải tính toán đầy đủ ở phụ lục đính kèm.
Trích dẫn bảng tính phụ tải
Bảng 3.5 Tủ điện bơm sinh hoạt. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
Trích dẫn bảng tính phụ tải
Bảng 3.6 Tủ điện tổng hạ áp. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
CHƢƠNG 4
LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ CÁP 4.1 Thành lập bảng phụ tải.
Công việc tính toán phụ tải để phục vụ cho việc chọn lựa thiết bị đóng cắt, cap và đây dẫn.
Bảng 4.1 Tủ điện tổng hạ áp. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
4.2 Chọn thiết bị đóng cắt.
4.2.1 Xác định Itt với tải đã cho. Itt1p= Ptt/220*0.8 Itt1p= Ptt/220*0.8
Itt3p= Ptt/380*0.8*√
Xác định Itt cho thiết bị đóng cắt.
I(A)= Itt*Kat
Kat: hệ số an toàn (thƣờng 1.5 với thiết bị, 1.2 với tủ điện và 2 với động cơ).
4.2.2 Chọn lựa ACB, MCCB, MCB.
- In(A) là dòng điện tác động của CB khi xảy ra sự cố. - Ic(kA) là dòng chịu tải 1s của thiết bị đóng cắt.
Bảng 4.2 Thông số APTOMAT 2P. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
4.3 Chọn cáp và dây dẫn.
Dựa vào các bảng tiêu chuẩn chuẩn IEC.
- Với dây dẫn cho thiết bị và tủ điện căng hộ và tầng thì chỉ cần chọn tiết diện dây có dòng chịu tải max Iz lớn hơn In.
- Với cáp cho tủ điện tổng phải quan tâm thêm các hệ số K. + Cáp đi trên không:
Iz’= Iz/K1*K2*K3
Iz’: dòng chịu tải max đã hiệu chỉnh K. Iz: dòng chịu tải max.
K1: hệ số lắp đặt. K2: hệ số đồng thời. K3: hệ số nhiệt độ.
+ Cáp chôn ngầm:
Iz’= Iz/K4*K5*K6*K7
Iz’: dòng chịu tải max đã hiệu chỉnh K. Iz: dòng chịu tải max.
K4: hệ số lắp đặt. K5: hệ số đồng thời. K6: hệ số của đất. K7: hệ số nhiệt độ.
Bảng 4.3 Tính toán phụ tải, chọn CB và dây dẫn. (Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
4.4 Tính toán độ sụt áp.
Tính toán dòng tải Itt.
Itt1p=Pđặt/220*0.8 Itt3p=pđặt/380*0.8*√
Tính toán điện áp rơi:
e’ = √
I: dòng tính toán (A). L: chiều dài dây dẫn (m).
b¶ng th«ng sè c¸p IEC 60364 For Cu-trefoil cables
TiÕt diÖn c¸p r [Ω/km] x [Ω/km] cosφ sinφ
1.5 12.34 0.108 0.85 0.527 2.5 7.404 0.099 0.85 0.527 4 4.6275 0.099 0.85 0.527 6 3.085 0.093 0.85 0.527 10 1.851 0.087 0.85 0.527 16 1.15688 0.082 0.85 0.527 25 0.7404 0.081 0.85 0.527 35 0.528857 0.079 0.85 0.527 50 0.3702 0.078 0.85 0.527 70 0.264429 0.076 0.85 0.527 95 0.194842 0.075 0.85 0.527 120 0.15425 0.074 0.85 0.527 150 0.1234 0.074 0.85 0.527 185 0.100054 0.074 0.85 0.527 240 0.077125 0.073 0.85 0.527 300 0.0617 0.073 0.85 0.527 400 0.046275 0.072 0.85 0.527 500 0.03702 0.072 0.85 0.527 630 0.029381 0.071 0.85 0.527 Bảng 4.4 Thông số cáp.
(Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
Bảng 4.5 Độ sụt áp.
CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN
5.1 Tìm hiểu sơ đồ một sợi và nguyên lý hoạt động của các tủ điện.
Đựa trên ý muốn của chủ đầu tƣ, kĩ thuật và chức năng của từng loại tủ điện trong toà nhà mà ta đƣa ra các phƣơng án thiết kế phù hợp, thao tác vận hành dễ dàng và an toàn.
Hình 5.1 sơ đồ đơn tiến của tủ điện tầng.
(Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
5.2 Tính toán chọn tiết diện thanh cái.
Tiết diện thanh cái đƣợc tính:
Stc = Itt/J J là mật độ dòng mm2 Itt,Idm MCCB 2000A Stc = Itt/1.5 Itt,Idm MCCB 2000A Stc = Itt/2 Bảng 5.1 Tính toán chọn Stc.
5.3 Thiết kế tủ điện
Sắp xếp các ACB, MCCB, MCB, thiết bị đó lƣờng và hiển thị để lựa chọn kích thƣớc tủ điện và bố trí thiết bị trong tủ cho hợn lí và khoa học.
Hình 5.2 Cấu trúc tủ tiện.
(Xem chi tiết tại phụ lục đính kém)
5.4 Liệt kê khối lƣợng thiết bị và kích thƣớc tủ điện.
Hiên nay trên thị trƣờng có rất nhiều hãng và công ty sản xuất tủ điện với nhiều mẫu mã và nguyên lí đa dạng. Tuy nhiên ngƣời thiết kế và tƣ vấn vẫn phải nắm bắt các chi tiết thiết bị cơ bản để thuận tiện trong quá trình báo giá và tƣ vấn cho chủ đầu tƣ.
5.5 Quy trình lắp ráp và đấu nối tủ điện.
B1: Do cắt tủ điện và bố trí thiết bị lên tủ điện.
B2: Đặt vòng số và đánh dấu kí hiệu sau đó đấu nối dây dẫn.
B3: Kiểm tra toàn bộ trƣớc khi đƣa tủ điện đi giám định hoặc thi công đóng điện.
5.6 Hình ảnh tủ điện ATS và tủ điện tầng thực tế.
Trong quá trình làm việc tôi đã đƣợc tiếp xúc và đấu nối một số loại tủ điện dƣới đây.
B1: Đánh dấu vòng số và phân loại dây dẫn khi đƣa toàn bộ dây dẫn về tủ điện. B2: Sắp xếp các búi dây dẫn hợp lí trong tủ điện và cố định nó.
B3: Bấm đầu cos và tra áo cách điện, rồi kết nối dây dẫn vào các tiếp điểm của thiết bị.
B4: Kiểm tra và do đạt trƣớc khi cấp điện để kiểm tra vận hành.
Hình 5.4 Một số thiết bị (MCCB, Role, ATS, ...)
CHƢƠNG 6
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP, MÁY PHÁT VÀ TỤ BÙ CHO TÕA NHÀ. 6.1 Tính toán chọn máy biến áp.
Trính dẫn số liệu từ bảng tính toán phụ tải.
Trƣờng hợp này ta chọn 2 MBA:
Stt = Ptt/0.85 = 12369783/0.85 = 14552686 VA Sđm = Stt/1,4 = 14552686/1,4 = 10394776 VA = 10.4 MVA Sđm: công suất định mức của MBA.
Stt: công suất tính toán tổng tải. 1,4: hệ số quá tải cho MBA.
Với tính kinh tế thì nên chọn MBA có công suất (60-80%) của Sđm.
Chọn Sđm = 10 MVA cho một MBA. 6.2 Tính toán chọn máy phát điện.
Trính dẫn số liệu từ bảng tính toán máy phát điện.
Pttƣt= (Pttchƣt + Pttdvcc + 0.9Pđl) = 980 + 595.5 + 996.5 = 2472 kW Hệ số cos fi = 0.8.
Công suất toàn phần: Pttƣt*0.8 = 3090.47 kVA
Chọn công suất máy phát là 3500 KVA.
6.3 Tính toán chọn tụ bù công suất phản khán.
Dung lƣợng bù công suất phản phán đƣợc tính toán trong trƣờng hợp MBA mang đầy tải với S=SMBA.
Hệ số công suất của công trình cos = 0.85. Công suất tính toán phụ tải: P = Sxcos (KW).
Chọn hệ số công suất thấp nhất của công trình là PF(cos )= 0.8 tƣơng ứng với tan = 0.75. Để cải thiện PF đến giá trị 0.93( tan ). Công suất phản khán của bộ tụ phải là Qc= P x (tan -tan 2).
- Từ đó ta có bảng tính bù công suất phản khán nhƣ sau:
Nội dung MBA 01 MBA 02
Công suất biểu khiến MBA (SMBA, kVA)
10000 10000
Công suất tính toán phụ tải (P, kW) 8000 8000 tan 0.75 0.75 tan 0.4 0.4 Công suất phản kháng bộ tụ (Qc, kVar) 2100 2100 Số lƣợng tụ bù (kVar) 4x20, 4x25, 4x30,4x40,4x50,4x60,4x75,3x100,4x150 tt Bảng 6.1 Thông số tủ tụ bù. 6.4 Tính toán ngắn mạnh toàn hệ thống.
- Lƣới trung thế Psc = 500MVA với R = 0.035 (m) và X= 0.351 (m)
- Máy biến áp 20kV/400V với Pn = 10 MVA, Usc = 6% In =
√ =
√ = 14433.76 A
Pcu = 3* (các máy phân phối chuẩn Rtr =1) = 3* = 625 MW R = = = 1 m X = = = 0.00096 m Rt = Rtt + RMBA = 0.035 + 1 = 1.035 m Xt = Xtt + XMBA = 0.351 + 0.00096 = 0.35196 m Z = √ = √ = 1.093 m Isc = √ = √ = 211.29 kA - Đƣờng dây từ MBA vào LV9.
Cáp 1 lỗi dây đồng có L = 20 m
S/P = 15x240 mm2 Rc =
=
Xc = 0.08*L = 0.08*20 = 1.6 m Rt = Rtt + RMBA + Rc = 1.16 m Xt = Xtt + XMBA + Xc = 1.95196 m Z = √ = √ = 2.271 m Isc = √ = √ = 101.69 kA - ACB(LV9) có Idm = 10 kA RD = 0 m XD = 0.15 m Rt = Rtt + RMBA + Rc +RD = 1.16 m Xt = Xtt + XMBA + Xc + XD = 2.10196 m Z = √ = √ = 2.4008 m Isc = √ = √ = 96.19 kA - Thanh cái VL9 có L = 2.5 m RB = 0 m XB = 0.15*L = 0.375 m Rt = Rtt + RMBA + Rc +RD +RB = 1.16 m Xt = Xtt + XMBA + Xc + XD +XB = 2.47696 m Z = √ = √ = 2.735 m Isc = √ = √ = 84.44 kA
- Tƣơng tự cho thanh cái, MCCB, MCB cho đến mạch cuối cùng là thiết bị ta có bảng tính toán ngắn mạch đính kèm.
CHƢƠNG 7
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA VÀ CHỐNG SÉT. 7.1. Chống sét.
7.1.1. Kim thu sét.
Tổng diện tích của tòa nhà là: 74.45x56.46m.
Thì ta cần một bán kính bảo vệ tối thiểu là 46.72m đặt ở tâm. Và ta nên chọn loại kim thu sét chủ động phát xạ.
Hình 7.1 Các loại mô hình chống sét Với tiêu chuẩn NFC 17-102/1995(Pháp).
Bán kính bảo vệ đƣợc tính theo công thức sau đây: Rp = √
Trong đó:
Rp(m): bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt Pulsar30. h(m): là chiều cao đầu thu sét Pulsar tính từ bề mặt đƣợc bảo vệ.
D(m): Đồ thị cấp độ bảo vệ của kim thu sét (I, II, III, VI) xác định nguy cơ có vùng sét đánh tƣơng ứng với độ lớn dựa vào tiêu chuẩn NFC 17-102/1995.
Nhƣ sau:
- 20m dùng cho cấp I (Công trình: xăng dầu, kho đạn, gas, …)
- 45m dùng cho cấp II (Công trình: Triển lãm, khu di tích lịch sử xếp hạng quốc gia; VP chính phủ; Toà nhà quốc hội….)
- 60m dùng cho cấp III (Công trình: Tòa nhà VP, dân dụng, công nghiệp…)