CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO BIỆT THỰ
2.3 Thiết kế hệ thống điện cho biệt thự
2.3.5.1. Tính tốn chọn dây cho nóng lạnh
- Xác định mã chữ cái phụ thuộc vào dạng dây và cách lắp đặt. Ta chọn dây 2 lõi và cách thức lắp đặt là cho dây đi âm tường. Nên mã chữ cái là B.
- Theo tiêu chuẩn IEC ta có cách lắp đặt cáp kiểu B1. Khi xét ảnh hưởng cách thức lắp đặt cáp kiểu B1 với các trường hợp khác (Tra bảng H1-13, tiêu chuẩn IEC) ta có K1 = 1
- Hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau đặt kề nhau. Hai dây đơn lắp trong một ống (Tra bảng B.52.17, TCVN 9207: 2012). ta có K2 = 0,8 - Hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện. Nhiệt độ môi trường là 35oC, vật liệu cách điện là PVC (Tra bảng B.52.14, TCVN 9207: 2012). K3 = 0,94 - Hệ số hiểu chỉnh 123 K=K KK= 1 0,8 0,94=0, 75 - Xác định dịng định mức cho nóng lạnh tt P2500 II11,36(A) U220 ==®m== ®m ®m
- Dịng cho phép (Tra bảng B.52.2, TCVN 9207: 2012) Icp = 24 A. Dịng cho phép của dây dẫn khi tính đến các hệ số hiểu chỉnh.
123CPtt
K KK I=0,75 24 18(A) 11,36(A)==I
- Vậy chọn dây đôi PVC(2x2,5)mm2 cách điện bằng vật liệu PVC
2.3.5.2. Tính tốn chọn dây cho điều hịa
- Xác định mã chữ cái phụ thuộc vào dạng dây và cách lắp đặt. Ta chọn dây 1 lõi và cách thức lắp đặt là cho dây đi âm tường. Nên mã chữ cái là B.
- Chọn dây đôi PVC(2x1,5)mm2 cách điện bằng vật liệu PVC.
- Theo tiêu chuẩn IEC ta có cách lắp đặt cáp kiểu B1. Khi xét ảnh hưởng cách thức lắp đặt cáp kiểu B1 với các trường hợp khác (Tra bảng H1-13, tiêu chuẩn IEC) ta có K1 = 1
- Hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau đặt kề nhau. Hai dây đơn lắp trong một ống (Tra bảng B.52.17, TCVN 9207: 2012). ta có K2 = 0,8 - Hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện. Nhiệt độ môi trường là 35oC, vật liệu cách điện là PVC (Tra bảng B.52.14, TCVN 9207: 2012). K3 = 0,94
- Hệ số hiểu chỉnh
123
K=K KK= 1 0,8 0,94=0, 75 - Xác định dịng định mức cho nóng lạnh
tt P1500 II8,91 (A) UCos220 0,9 0,85 ==== ®m ®m ®m®m®m - Dịng cho phép (Tra bảng B.52.2, TCVN 9207: 2012) Icp = 17,5 A. Dòng cho phép của dây dẫn khi tính đến các hệ số hiểu chỉnh.
123CPtt
K KK I=0,75 17,5 13,13(A)=8,91 I=
- Vậy chọn dây đôi PVC (2x1,5)mm2 cách điện bằng vật liệu PVC
2.3.5.3. Tính tốn và chọn dây điện tổng của tịa nhà
- Theo tiêu chuẩn (TCVN_9206_2012, Mục 5.8). Hệ số cơng suất tính tốn lưới điện nhà ở lấy bằng 0.8 đến 0.85.
- Theo tiêu chuẩn IEC ta có cách lắp đặt cáp kiểu B2. Khi xét ảnh hưởng cách thức lắp đặt cáp kiểu B2 với các trường hợp khác (Tra bảng H1-13, tiêu chuẩn IEC) ta có K1 = 1
- Hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch gần nhau đặt kề nhau. Một cáp điện 2 lõi lắp trong một ống (Tra bảng B.52.17, TCVN 9207: 2012). ta có K2 = 0,8
- Hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt dộ tương ứng với dạng cách điện. Nhiệt độ môi trường là 35oC, vật liệu cách điện là XLPE (Tra bảng B.52.14, TCVN
9207: 2012). K3 = 0,96 - Hệ số hiểu chỉnh 123 K=K KK= 1 0,8 0,94=0, 77 - Xác định dòng định mức cho cả tòa nhà tt P8468,37 II45, 29(A) UCos220 0,85 ==== ®m ®m ®m®m
- Dịng cho phép (Tra bảng B.52.3, TCVN 9207: 2012) Icp = 91 A. Dòng cho phép của dây dẫn khi tính đến các hệ số hiểu chỉnh.
123CPtt
K KK I=0,77 91 70(A) =49, 2(A)=I
- Vậy chọn cáp điện 2 lõi XLPE(2x16)mm2 cách điện XLPE, đặt trong ống PVC
2.3.6 Lựa chọn thiết bị bảo vệ
trong gia đình, cũng như đối với người sử dụng, để thuận tiện cho việc lắp đặt, chi phí đầu tư và tính an tồn. Ta chọn thiết bị bảo vệ Aptomat là phù hợp nhất.
- Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- Cách tính tốn lựa chọn aptomat như sau: Aptomat được chọn theo 3 điều kiện:
UđmA > UđmLV
IđmA > Itt
IcđmA >IN
Trong mạng điện dân dụng vì căn hộ ở xa trạm biến áp nên ta thường bỏ qua điều kiện ngắn mạch. Vậy nên việc chọn aptomat ta sẽ tính tốn theo dịng điện tính tốn của phụ tải và dòng điện định mức của aptomat: IđmA > Itt
2.3.6.1 Chọn aptomat cho nóng lạnh
Theo tiêu chuẩn IEC về hệ số sử dụng cho các thiết bị điện như sau: - ksdi = 1 cho các thiết bị chiếu sáng và ổ cắm.
- ksdi = 0,8 cho các thiết bị điều hịa, nóng lạnh. - Xác định dịng định mức cho nóng lạnh tt P2500 II14, 2(A) Ucos220 0,8 ==== ®m ®m ®m
- Ta chọn aptomat có dịng điện định mức là IđmA = 20(A) > Itt
2.3.6.2 Chọn aptomat cho điều hòa
Theo tiêu chuẩn IEC về hệ số sử dụng cho các thiết bị điện như sau: - ksdi = 1 cho các thiết bị chiếu sáng và ổ cắm.
- ksdi = 0,8 cho các thiết bị điều hịa, nóng lạnh.
- Theo tiêu chuẩn (TCVN_9206_2012, Mục 5.8). Hệ số cơng suất tính tốn lưới điện nhà ở lấy bằng 0.8 đến 0.85.
- Xác định dòng định mức cho điều hịa
tt P1500 II10,03 (A) UCos220 0,8 0,85 ==== ®m ®m ®m®m®m
- Ta chọn aptomat có dịng điện định mức IđmA = 16(A) > Itt
2.3.6.3 Chọn aptomat cho chiếu sáng
dòng định mức là 16(A)
2.3.6.4 Chọn aptomat cho ổ cắm
- Do ổ cắm sử dụng trong nhà ở. Thường dùng các phụ tải như: Tivi, tủ lạnh, máy hút bụi, quạt… Các phụ tải này có cơng suất từ 50 – 1500 (W). Nên ta chọn aptomat có dịng điện định mức là 25(A)
2.3.6.5 Chọn aptomat tổng cho căn hộ
- Theo tiêu chuẩn (TCVN_9206_2012, Mục 5.8). Hệ số cơng suất tính tốn lưới điện nhà ở lấy bằng 0.8 đến 0.85.
- Xác định dòng định mức cho cả tịa nhà tt P8468,37 II45, 29 (A) UCos220 0,85 ==== ®m ®m ®m®m
- Ta chọn aptomat có dịng điện định mức là IđmA = 50(A) > Itt?
2.3.7 Thiết kế hệ thống chống sét và nối đất an toàn 2.3.7.1 Nối đất 2.3.7.1 Nối đất
a. Mục đích của việc nối đất
Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho người khi người tiếp xúc với thiết bị đã bị chạm vỏ bằng cách giảm điện áp trên vỏ thiết bị xuống một trị số an toàn.
Chú ý: Ở đây ta hiểu chạm vỏ là hiện tượng một pha nào đó bị hỏng cách điện và có sự tiếp xúc điện với vỏ thiết bị.
Ý nghĩa: là tạo ra giữa vỏ thiết bị và đất một mạch điện có điện dẫn lớn làm giảm phân lượng dịng điện qua người (nói cách khác là giảm điện áp trên vỏ thiết bị) đến một trị số an toàn khi người chạm vào vỏ thiết bị đã bị chạm vỏ.
b. Tính tốn cụ thể
- Phân tích các hệ thống nối đất hiện đại:
Để đảm bảo tản nhanh dịng sét vào đất thì điện trở của hệ thống nối đất chống sét cho nhà ở Ryc 10, để bảo vệ an toàn cho người sử dụng khi thiết bị điện bị rị thì điện trở nối đất an tồn là Ryc 4.
Để giảm điện trở nối đất thường dùng các biện pháp đơn giản như tăng số lượng cọc, kích thước cọc, cải tạo đất bằng dùng than, muối. Các biện pháp này tuy dễ làm nhưng hiệu quả kỹ thuật không cao và gặp một số hạn chế.
Điện cực nối đất được sử dụng ở đây là cọc thép bọc đồng đường kính 13mm, 16mm, hay 23mm vì nó có giá thành rẻ, độ dẫn điện tốt, độ chống ăn mòn cao do tác động của khí quyển hay đất bọc xung quanh và bền vững trong kết nối và lắp đặt.
Liên kết giữa các bộ phận nối đất có thể thực hiện bằng cơng nghệ hàn hóa nhiệt CADWELD được sử dụng để nối kết các bộ phận nối đất với chất lượng cao. Hàn hóa nhiệt CADWELD có khả năng tạo ra mối nối giữa các phân tử đồng- đồng, đồng-thép mà không cần năng lượng ngoài hay nguồn nhiệt. Các mối nối hàn hóa nhiệt CADWELD có các đặc điểm sau:
- Tản dịng điện hiệu quả hơn dây dẫn.
- Khơng hư hỏng hay giảm chất lượng theo thời gian.
- Mối nối hàn hóa nhiệt CADWELD là mối nối phân tử nên khơng bị hỏng hay ăn mịn.
- Chịu được dịng sự cố lặp lại, khơng địi hỏi kỹ năng đặc biệt để thực hiện mối hàn hóa nhiệt CADWELD.
- Thiết bị nhẹ, khơng địi hỏi nguồn ngồi và không đắt tiền.
Để đạt được trị số điện trở yêu cầu trong vùng có điện trở suất cao ln là một vấn đề khó khăn, yêu cầu điện trở đất của hệ thống Ryc 10 nếu chỉ sử dụng đơn thuần các cọc đồng, lá hoặc lưới nhơm có thể khơng nhận được kết quả như mong muốn. Vì vậy cần phải sử dụng các loại hóa chất giảm điện trở đất. EEC và GEM. Hóa chất giảm trở đất có các ưu điểm sau:
- Bền vững và khơng cần bảo trì.
- Giữ điện trở đất ở hằng số ổn định với thời gian. - Khơng bị phân hủy hay mục rữa.
- Thích hợp cho việc lắp đặt ở nơi đất khô hay đất bùn.
- Không phụ thuộc vào sự hiện diện của nước để duy trì tính dẫn điện của nó.
+ Nối đất an toàn
Nối đất làm việc theo quy định phải nhỏ hơn hoặc bằng Ryc ≤4. Hệ thống nối đất dùng mạch vịng gồm n cọc chơn đứng dưới đất ở độ sâu 0,8m được hàn nối với nhau bằng 1 thanh hình chữ nhật.
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống chọn phương án nối đất là cọc và thanh, chọn cọc thép tròn mạ đồng có đường kính dc = 16mm, dài l = 2.5m, các cọc chôn cách nhau khoảng a = 5m.
CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN DUNG LƯỢNG BÙ
Tính tốn dung lượng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cosφ2=0,95 - Phụ tải tính tốn của biệt thự là: Pttbt= 6,77 kW
- Hệ số công suất của biệt thự: Cosφ1 = 0,85 Ta có :
Cosφ1 = 0,85 => Tanφ1 = 0,62 Cosφ2 = 0,95 => Tanφ2 = 0,33 - Dung lượng bù cho nhà biệt thự:
Qb = Ptt bt ( Tanφ1- Tanφ2) =6,77.( 0,62 - 0,33) = 1,96 kVAr.
Theo tính tốn thì dung lượng bù Qb =1,96 kVAr và cơng suất phụ tải nhỏ nên không cần thiết để lắp thiết bị bù.