Tổng công suất tính toán tủ điện động lực và chiếu sáng của tòa nhà:
PĐtổng = 6,55 KW + 25,17 KW + 24,06 KW + 23,23 KW + 22,63 KW x 7 + 17,21 KW + 18,76 KW + 38,3 KW + 43 KW = 354,69 KW.
PTT = 354,69 x 1 x 0,8 = 283,75 KW.
59
2.4. Tính toán phụ tải điều hòa không khí.
Dựa trên TCVN về phụ tải lạnh của công trình, lần lượt tính toán được công suất phụ tải lạnh của toàn tòa nhà.
2.4.1. Công suất phụ tải lạnh tủ điện tầng 1 (TĐ1).
Bảng 2. 24Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng 1
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 08 140W 1 140W
2 Dàn lạnh HFCC 10 200W 3 600W
3 Dàn lạnh HFCC 12 250W 14 3500W
4 Dàn lạnh HFCC 14 300W 1 300W
5 Quạt cấp gió tươi 500W 3 1500W
6 Quạt hút 30W 2 60W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa:
PĐH.TĐ1 = 140 + 600 + 3500 + 300 + 1500 + 60 = 6100W Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng 1 là:
60
Hình 2. 9 đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ1
2.4.2. Công suất phụ tải lạnh tầng 2 (TĐ2).
Bảng 2. 25Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng 2
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 08 140W 2 280W
2 Dàn lạnh HFCC 10 200W 6 1200W
3 Dàn lạnh HFCC 12 250W 14 3500W
4 Dàn lạnh HFCC 14 300W 1 300W
5 Quạt cấp gió tươi 500W 3 1500W
6 Quạt hút 30W 2 60W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa:
PĐH = 280 + 1200 + 3500 + 300 + 1500W + 60W = 6840W Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng 2 là:
61
Hình 2. 10Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ2
2.4.3. Công suất phụ tải lạnh tầng 3 (TĐ3).
Bảng 2. 26Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng 3
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 08 140W 2 280W
2 Dàn lạnh HFCC 10 200W 6 1200W
3 Dàn lạnh HFCC 12 250W 8 2000W
4 Dàn lạnh HFCC 14 300W 7 2100W
5 Quạt cấp gió tươi 500W 3 1500W
6 Quạt hút 30W 2 60W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa:
PĐH = 280 + 1200 + 2000 + 2100 + 1500 + 60 = 7140W Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng 3 là:
62
Hình 2. 11 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ3
2.4.4. Công suất phụ tải lạnh tầng 4 – 10 (TĐ3).
Bảng 2. 27Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng 4
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 08 140W 2 280W
2 Dàn lạnh HFCC 10 200W 6 1200W
3 Dàn lạnh HFCC 12 250W 9 2250W
4 Dàn lạnh HFCC 14 300W 6 1800W
5 Quạt cấp gió tươi 500W 3 1500W
6 Quạt hút 30W 2 60W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa:
PĐH = 280 + 1200 + 2250 + 1800 + 1500 + 60 = 7090W
Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng 4 -10 là: PTT.TĐ4 = 7,09 x 1 x 0,8 = 5,67 KW.
63
Hình 2. 12 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ 4 -10
2.4.5. Công suất phụ tải lạnh tầng 11.
Bảng 2. 28Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng 11
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 08 140W 1 140W
2 Dàn lạnh HFCC 10 200W 6 1200W
3 Dàn lạnh HFCC 12 250W 12 3000W
4 Dàn lạnh HFCC 14 300W 2 600W
5 Quạt cấp gió tươi 500W 3 1500W
6 Quạt hút 30W 2 60W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa:
PĐH = 140 + 1200 + 3000 + 600 + 1500 + 60 = 6500W. Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng 11 là:
64
Hình 2. 13 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ 11
2.4.6. Công suất phụ tải lạnh tầng Áp Mái.
Bảng 2. 29Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng áp mái
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Dàn lạnh HFCC 12 250W 2 500W
2 Dàn lạnh BDHA25A 1500W 3 4500W
3 Quạt thông gió 30W 9 270W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa: PĐH = 500 + 4500 + 270 = 5270W.
Theo sơ đồ nguyên lý, công suất tính toán tủ điện tầng áp mái là: PTT.TĐ3 = 5,27 x 1 x 0,8 = 4,22 KW
65
Hình 2. 14 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh TĐ 12
2.4.7. Công suất phụ tải lạnh tầng mái.
Bảng 2. 30 Số liệu tính toán phụ tải lạnh tầng mái
STT Tên gọi Công suất điện Số lượng Công suất tính toán
1 Quạt tăng áp 5500W 1 5500W
2 Tháp giải nhiệt 5000W 3 15000W
Vậy công suất tính toán của phụ tải điều hòa tầng mái: PĐH = 5500 + 15000 = 20500W.
2.4.8. Công suất điều hòa không khí toàn tòa nhà.
Tổng công suất lạnh của tòa nhà là:
Ptổng = 772 + 6,1 + 6,84 + 7,14 + 7,09 x 7 + 6,5 + 5,27 + 20,5 = 873,98 KW. Công suất tính toán:
PTT = 873,98 x 1 x 0,8 = 699,18 KW. Công suất biểu kiến:
STT = PTT cos =
699,18
66 Dòng điện tính toán:
ITT = STT
√3 𝑈đ𝑚 = 822,56
√3 ×0,38 = 1249,75 A.
Hình 2. 15 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tải lạnh tổng MSB2
2.5. Công suất toàn tòa nhà.
Công suất tiêu thụ tòa nhà:
Ptổng = 354,69 + 873,98 = 1228,67 KW
Do tính chất của tòa nhà là các tầng không đồng thời hoạt động cùng 1 lúc, và dựa vào bảng hệ số đồng thời cho tủ phân phối (IEC) nên ta có hệ số đồng thời kđt = 0,8. Ta chọn hệ số công suất là 0,85 ( Theo TCVN 9208).
Công suất tính toán của toàn nhà:
PTT = 1228,67 KW x 0,9 = 1105,8 KW. Công suất biểu kiến của toàn nhà:
STT = PTT cosφ =
1105,8
0,85 = 1300,94 KVA. Công suất phản kháng của toàn nhà:
QTT = √STT2 − PTT2 = √(1300,94 )2− (1105,8)2 = 685,31 KVAr Dòng điện tính toán tòa nhà:
ITT = STT √3 𝑈đ𝑚 =
1300,94
67
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP TÒA NHÀ. 3.1. Giới thiệu.
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác, nó đóng vai trò quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, tùy theo điều kiện của việc cung cấp mà người ta đặt máy biến áp phù hợp .
Theo nhiệm vụ người ta phân trạm biến áp thành hai loại :
- Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính : Trạm này nhận điện từ hệ thống có điện áp từ hệ thống điện áp 35-22KV biến đổi thành cấp điện áp 10 KV hay 6 KV , có khi xuống tới 0,4 KV.
- Trạm biến áp phân xưởng : Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho tải là các xưởng, xí nghiệp nhà cao tầng …phía sơ cấp thường là 10 KV, 6 KV , 15KV hoặc 35 KV. Còn phía thứ cấp có các loại điện áp 220/127V : 380/220 V hoặc 660 KV.
Về phương điện cấu trúc người ta chia trạm biến áp ra thành nhiều kiểu - Trạm biến áp trong nhà.
- Trạm biến áp ngoài trời.
3.2. Trạm biến áp và dung lượng biến áp .
Khi chọn vị trí số lượng biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh kinh tế, kĩ thuật. Nhìn chung, vị trí của trạm biến áp phải thõa mãn các yêu cầu chính sau đây:
- An toàn liên tục cung cấp điện. - Vốn đầu tư bé nhất.
- Ít tiêu tốn kim loại màu nhất.
- Các khí cụ và thiết bị phải tương đồng với nhau …
- Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất ít chủng loại để Giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng .
68
Dung lượng của máy biến áp được chọn theo điều kiện sau: SđmBA ≥ Sttpt - Trong đó:
+ SđmBA : Công suất định mức của máy biến áp mà ta chọn. + Sttpt : Công suất tính toán phụ tải của toàn công trình.
3.3. Chọn số lượng máy biến áp.
Khi chọn máy biến thế cần lưu ý tới khả năng chịu quá tải thường xuyên và sự cố của máy. Nếu không chọn máy theo hai điều kiện trên, ta có thể chọn theo điều kiện đơn giản sau:
SđmBA ≥ STT - Trong đó:
+ SđmBA : Công suất định mức của máy. + STT : Công suất yêu cầu được cấp.
Công suất yêu cầu được cấp phụ thuộc vào mức độ yêu cầu cấp điện liên tục của các tải trong mạng điện, vào sự phát triển tương lai của đối tượng cấp điện.
3.4. Áp dụng chọn MBA cho tòa nhà.
Dựa vào kết quả tính toán ở Chương 2 ta có các thông số sau: - Công suất biểu kiến của toàn nhà:
STT = PTT
cosφ = 1105,8
0,85 = 1300,94 KVA - Dòng điện tính toán của toàn công trình là :
ITT = STT
√3 𝑈đ𝑚 = 1300,94
√3 ×0,38 = 1976,57 A. Vậy ta chọn máy biến áp điện lực THIBIDI 1500KVA với thông số:
69 Thông số kĩ thuật:
70
3.5. Tính toán máy phát điện cho tòa nhà. 3.5.1. Tổng quan. 3.5.1. Tổng quan.
- Khi thiết bị được cung cấp từ những nguồn xoay chiều từ biến áp trung hạ hoặc máy phát điện hạ áp, vấn đề khó khăn là đảm bảo sự hoạt động tốt của hệ thống bảo vệ với các nguồn khác nhau. Cốt lõi của vấn đề này là sự khác nhau rất lớn giữa tổng trở của các nguồn .Tổng trở của máy phát lớn hơn nhiều tổng trở của máy biến áp .
- Hầu hết các lưới điện công nghiệp và thương mại lớn đều gồm một số tải quan trọng mà nguồn phải duy trì trong trường hợp lưới điện quốc gia gặp sự cố như:
+ Các hệ thống an toàn ( chiếu sáng sự cố , thiết bị chữa cháy tự động , quạt thoát khói , báo động và tín hiệu ,vv….)
+ Các mạch điện quan trọng cấp điện cho thiết bị mà nếu ngừng hoạt động sẽ gây thiệt hại cho sản xuất , hay làm hư hỏng dụng cụ, vv…
+ Một trong những biện pháp duy trì cung cấp điện cho tải thiết yếu khi có sự cố nguồn là sử dụng máy phát điện diesel. Được nối thông qua cầu dao đảo với tủ đóng cắt dự phòng và nuôi các thiết bị đó.
G
Tải không quang trọng Tải quang trọng
Cầu dao chuyển mạch (đảo điện) trung
hạ
71
3.5.2. Cách lựa chọn máy phát điện.
- Lựa chọn máy phát dự phòng phụ thuộc vào tính chất mạng điện cần cung cấp: + Địa điểm hoạt động.
+ Tổng công suất tải lắp đặt.
+ Độ nhạy của các mạng điện đối với gián đoạn điện . + Độ sẵn sàng của mạng lưới phân phối .
- Để chọn chính xác máy phát điện theo lý thuyết thì phải qua nhiều bước như tính toán công suất biểu kiến, dòng điện danh nghĩa, hệ số tiêu dùng… Trước khi chọn máy phát điện chúng ta cần tính toán tất cả công suất thực ( KW) sau đó qui đổi ra công suất biểu kiến ( KVA). Việc tính toán đúng công suất cũng rất quan trọng nhằm tránh quá tải nếu chọn công suất máy nhỏ hơn công suất tải. Nếu chọn công suất máy lớn hơn nhiều công suất tải thì lãng phí. Các hệ số công suất tương ứng với các thiết bị tải như sau:
Bảng 3. 2 Hệ số công suất
Loại tải Hệ số cos
Motor, máy lạnh, tủ lạnh, chiller 0,8
Điện trở hoặc đèn dây tóc 1,0
LƯU Ý:
Khi chọn máy phát điện cần một số lưu ý như sau:
- Số thiết bị tải sẽ tăng trong tương lai gần cần dự trữ công suất cho các thiết bị tải tăng này.
- Dòng khởi động của các thiết bị có dòng khởi động lớn như motor, máy nén, … ở nhà máy nước, nhà máy gỗ,…
- Công suất tải thay đổi liên tục.
- Các loại tải hay sinh ra công suất ngược như cần trục, motor công suất lớn, thang máy…
- Khi chọn máy nên căn cứ theo công suất liên tục của máy vì công suất dự phòng là công suất chỉ chạy được mỗi 12h chạy máy.
72 Một số lưu ý khi chọn mua:
- Khi có nhu cầu mua máy phát điện thì cần liệt kê thật chi tiết các thiết bị điện cần dùng, từ đó tính toán công suất tiêu thụ tổng rồi tính công suất máy phát điện cần mua.
- Nhằm tăng tuổi thọ và độ bền cho máy phát điện, người mua nên chọn mua máy phát điện có công suất cao hơn công suất tiêu thụ thực tế từ 10% đến 25%.
- Khi chọn mua máy phát điện, khách hàng nên lưu ý lựa chọn sản phẩm có giấy bảo hành và xuất xứ rõ ràng.
- Khi mua máy phát điện cho thang máy phải có thông số kỹ thuật chính xác để chọn được loại máy phù hợp.
- Khi vận hành, máy phát điện phải được đặt ở vị trí thoáng, không ẩm ướt. - Không đặt máy trong nhà khi vận hành nhằm tránh bị ngộ độc khí thải.
- Khi lắp đặt máy, nên nối các thiết bị cần sử dụng trực tiếp với nguồn điện của máy phát.
3.5.3. Áp dụng tính máy phát cho tòa nhà.
- Tòa nhà thuộc dạng văn phòng cho thuê nên một số loại tải quan trọng phải đòi hỏi nguồn cấp phải duy trì một cách liên tục như: Thang máy, quạt thông gió, hệ thống bơm cứu hỏa, hệ thống chiếu sáng hành lang, chiếu sáng khẩn, đèn exit,…được trình bày bên dưới.
73
Cấp cho hệ thống thông gió
Công suất đặt cần thiết: PĐ.ĐL = 354,69 KW.
PĐ.TG = 5,7 + 6,39 + 7,14 + 7,09 x 7 + 6,5 + 5,27 = 80,63 KW. PĐ = 358,5 + 80,63 = 435,32 KW.
Công suất tính toán:
PTT = 435,32 x 0,8 x 1 = 348,26 KW Công suất biểu kiến:
SMF = PTT cos =
348,26
0,85 = 409,72 KVA
Chọn máy phát có công suất:
Chọn máy phát điện mới 100%. Chọn máy phát điện mới với hệ số an toàn khoản 1.1, nghĩa là chọn công suất máy phát điện bằng cách nhân công suất tải với hệ số an toàn.
SMF = 409,72 x 1,1 = 450,69 KVA.
74
Hình 3. 1 Máy phát cho tòa nhà - Thông số kĩ thuật như sau: - Thông số kĩ thuật như sau:
Bảng 3. 3Thông số máy phát điện
Prime Power KVA / KW 455/364
Standbly Power KVA / KW 501/400
Power Factor 0,8
Frequency Hz 50
Rate Voltage V 400/230
Rate Current A 656,8
3.6. Tính toán bù công suất phản kháng cho tòa nhà.
Tính công suất phản kháng cần bù:
- Khi chọn bù cho một tải nào đó, tính toán công suất (P) và hệ số công suất cos𝜑 của tải đó:
- Công suất của tải là P.
- Hệ số công suất của tải là cos𝜑1 suy ra tan𝜑1 ( trước khi bù). - Hệ số công suất của tải là cos𝜑2 suy ra tan𝜑2 ( sau khi bù). - Công suất phản kháng cần bù là: Qb = PTT x (tan𝜑1− tan𝜑2).
75
Với công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalogue của nhà cung cấp tụ bù.
Áp dụng tính toán cho tòa nhà:
- Tòa nhà có công suất tính toán: PTT = 1105,8 KW.
- Hệ số công suất trước khi bù: cos𝜑1 = 0,85, suy ra tan𝜑1 = 0,62.