Phương án dạng phân nhánh tổng chiều dài dây ngắn hơn hình tia, tiết diện đường dây trục chính lớn, các phụ tải vận hành phụ thuộc vào nhau vì khi xảy ra sự cố các phụ tải phía sau đều mất điện.
25
CHƯƠNG 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀTHIẾT BỊ PHÂN PHỐI, BẢO VỆ CHO TÒA NHÀ CHO TÒA NHÀ
3.1 Chọn máy biến áp
3.1.1 Chọn dung lượng máy biến áp và máy phát:
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện, TBA dựng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Các TBA, trạm phân phối, đườngng dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống và truyền tải điện năng thống nhất.
Dung lượng của máy biến áp, vị trí đặt, số lượng và các phương thức vận hành của các TBA có ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Vì vậy việc lựa chọn dung lượng các TBA bao giê cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện.
Dung lượng và các tham số của khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nỳ và cấp điện áp của mạng và phương thức vận hành của máy biến áp ... Vì thế, để lựa chọn được TBA tốt nhất ta phải dựa trên những yếu tố cơ bản sau:
*An toàn và liên tục cấp điện.
* Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhá nhất.
- Dung lượng máy biến áp cấp cho chung cư được chọn theo điều kiện(trạm một máy):
SđmBA> Stt Trong đó:
SđmBA là công suất định mức của máy biến áp. Stt là cơng suất tính tốn của phụ tải cần cấp điện.
Tra bảng 6.1 (giá trình cung cấp điện ĐHCNHN) ta chọn được máy biến áp do ABB sản xuất có cơng suất SđmBA = 800 KVA
26 Công suất
KVA Điện áp KV 𝛥𝑃0, 𝑊 𝛥𝑃𝑁, 𝑊 UN, %
Trọng lượng(kg)
800 22/0,4 1400 10500 5 2420
Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật máy biến áp
- Dung lượng máy phát cấp cho phụ tải theo bài cho có Sđm = 320 KVA, chọn máy phát điện diezen có thơng số: Sđm = 320KVA, f=50Hz, Uđm=220V.
Chuyển nguồn từ nguồn lưới sang nguồn máy phát sử dụng tủ chuyển nguồn tự động ATS.
3.1.2 Thiết kế trạm biến áp cho khu nhà : a. Sơ bộ về các loại trạm biến áp:
Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào công suất của trạm, số đưêng dây đến và số đưêng dây đi tới phụ tải, tầm quan trọng của phụ tải.
Trạm biến áp thường có các dạng kết cấu sau: trạm trọn bộ, trạm treo, trạm bệt, trạm kớn. Cần căn cứ vào điều kiện đất đai, môi trường, mỹ quan, kinh phí v.v… để lựa chọn kiểu trạm thớch hợp cho từng cơng trình, từng đối tượng khách hàng.
* Trạm trọn bộ: Là trạm đã chế tạo, lắp đặt sẵn toàn bộ các phần tử của trạm (biến áp, thiết bị trung áp, hạ áp), tất cả được đặt trong một container kớn, có ngăn chia thành 3 khoang (khoang biến áp, khoang hạ áp, khoang trung áp). Trạm trọn bộ an toàn, chắc chắn, gọn nhẹ, thiết bị cao áp được cách điện bằng SF6 khơng cần bảo trì. Trạm này thớch hợp cho khách hàng có vốn đầu tư cao, điều kiện đất đai chật hẹp, yêu cầu cao về mỹ quan (như các đại sứ quán, khách sạn sang trọng, khu văn phịng đại diện, nhà khách chính phủ.)
* Trạm treo: Là kiểu trạm mà tồn bộ các thiết bị máy biến áp, trung áp, hạ áp đặt toàn bộ trên cột. Riêng tủ hạ áp có thể đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xây dưới đất, tuỳ theo điều kiện đất đai và yêu cầu của khách hàng. Trạm loại
27
này có ưu điểm tiết kiệm đất đai nên thường được dựng cho các trạm công cộng đụ thị, cơ quan.
* Trạm bệt (trạm cột): Là kiểu trạm được dựng phổ biến ở nụng thụn hoặc cơ quan, những nơi điều kiện đất đai cho phép. Với loại trạm này các thiết bị trung áp, đặt trên cột, máy biến áp đặt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà mái bằng. Xung quanh trạm xây tưêng cao 2m, có cửa sắt khóa chắc chắn. Phải làm cửa thơng gió phía trong có đặt lưới mắt cáo để đề phòng chim, chuột, rắn.
* Trạm kớn (trạm trong nhà, trạm xây): Được dựng ở những nơi cần an toàn, những nơi nhiều khỳi bụi, hỳa chất ăn mũn v.v... Trạm thường được bố trí thành 3 phòng: - Phòng trung áp đặt các thiết bị trung áp, phòng máy biến áp và phòng hạ áp đặt các thiết bị phân phối hạ áp, nhưng cũng có thể có 2 phịng: Trong đó, máy biến áp và thiết bị trung áp đặt chung một phịng có lưới ngăn cách. Với trạm có 2 máy biến áp có thể bố trí 3 hoặc 4 phịng, với trạm này cần có hố dầu sự cố, cần đặt cửa thơng gió cho phịng máy và các phịng trung áp, hạ áp, của thơng gió phải có lưới chắn đề phịng chim, chuột.
b. Chọn kiểu trạm biến áp:
Trong điều kiện mặt bằng cho phép của khu chung cư, để đảm bảo mỹ quan và kinh tế ta chọn kiểu trạm biến áp kiểu kớn, có 6 buồng, buồng trung áp đặt các thiết bị trung áp, buồng máy biến áp đặt máy biến áp, và buồng hạ áp đặt các thiết bị hạ áp, buồng đặt máy phát.
3.2 Chọn thiết bị phân phối – Phương án 1
3.2.1 Chọn dây dẫn từ nguồn đến máy biến áp của chung cư
Ta có cơng suất tính tốn của khu chung cư:
𝑃𝑇𝐶 = 448 Kw, 𝑄𝑇𝐶 = 336 KVAr, 𝑆𝑇𝐶= 560 KVA.
• Tổn thất trên đương dây từ nguồn đến máy biến áp (có chiều dài 160m)
28
• Ilvmax = 𝑆𝑡𝑐
√3𝑈đ𝑚 = 560
√3.22 = 14.7(𝐴)
• Tiết diện kinh tế:
Tiết diện cáp cao áp chọn theo mật độ kinh tế dòng điện. Đối với cáp đồng 3 pha và lấyT_max=4500(h), ta tra được (Bảng Phụ Lục 4 giáo trình cung cấp điện ĐHCNHN).
Ta có tiết diện kinh tế của dây dẫn bằng: Fkt = 𝐼𝑡𝑡
𝐽𝑘𝑡 =14.7
1,1 = 13.36 (𝑚𝑚2)
Kết luận: Chọn cáp vặn xoắn ba lõi đồng cách điện XLPE, đai thép, vỏ
PVC do hãng FU-RUKAWA chế tạo, mã hiệu XLPE.35 có ro = 0,524 (𝛺 /km), xo = 0,13 (𝛺 /km), 𝐼𝑐𝑝= 170 (A). (Cáp được đặt trong rãnh).(Bảng 4.57Sổ tay tra cứu và lựa chọn các thiết bị điện – Ngô Hồng Quang).
3.2.2 Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối:
Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Khi có dịng điện chạy qua dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây cáp quá cao có thể làm chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác, độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. Do vậy nhà chế tạo qui định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây cáp.
Do đó dây cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện sau: k. Icp> Ilv.max
Trong đó:
Ilv.max là dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn: Icp: dòng điện cho phép ứng với dây cáp đã chọn. k: là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.
* Dòng điện làm việc cực đại của TBA là:
𝐼𝑙𝑚𝑚𝑎𝑥 = 𝑆đ𝑚
√3.0,4 = 750
29
Với Sđm: Công suất định mức của máy biến áp cung cấp cho chung cư. Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥𝐽
𝑘𝑡 = 1082,52.1 = 515.47(mm2)
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thơng số kỹ thuật sau:
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max 1x630 29.7 39.9 43.0 6360 0.0283 1088
3.2.3 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp đến tủ động lực của các tầng khu căn hộ: tầng khu căn hộ:
Từ tủ phân phối đến các tầng 3-20
* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp tới tủ điện động lực. Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.
K1. K2 . Icp> Itt
Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trường, chọn K1 = 1.
K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9.
Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2. Icp> Itt Dịng điện tính tốn là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇3. √3. 𝑈 =
14
√3. 0,4= 20,2𝐴
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
30
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thơng số kỹ thuật sau:
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max 1x10 3,8 7,7 9,2 150 1,83 87 Từ tủ phân phối đến tầng 2 Dịng điện tính tốn là: 𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇2 √3. 𝑈= 235 √3. 0,4 = 339,19𝐴
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡 = 339,19
2.1 = 161,52(mm2)
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thơng số kỹ thuật sau:
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max 1x185 15,6 21,9 25,5 1876 0,0991 343 Từ tủ phân phối đến tầng 1 Dịng điện tính tốn là: 𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1. √3. 𝑈 = 24,87 √3. 0,4= 35,89𝐴
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
31
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thơng số kỹ thuật sau:
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max 1x25 6,0 10,3 12,5 211 1,15 113
3.2.4 Chọn dây dẫn từ tủ điện tầng cấp tới các căn hộ:
* Khi cấp điện cho các phòng theo qui định ta chỉ cấp điện 220V vào từng
phòng. Do vậy khi chọn dây dẫn cấp cho các phịng ta tính theo điện áp pha = 220V.
Tính chọn dây dẫn từ Aptomat nhán h cấp cho căn hộ. Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.
K1. K2 . Icp> Itt Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trườn, chọn K1 = 1.
K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 1. Dịng điện tính tốn căn hộ: 𝐼𝑡𝑡 =𝑆𝐶𝐻−𝐴 √3. 𝑈 = 1,75 √3. 0.4= 2.5𝐴
Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện Icp> Itt
Căn cứ vào dịng điện tính tốn của các căn hộ ta chọn tiết diện dây cấp tới các căn hộ.
32
Tra PL V.12 tài liệu Thiết kế cấp điện ta chọn cáp ruột đồng 2 lõi do hãng Lens chế tạo có cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa không cháy.
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max (1x1.5) 1,4 5.3 6.6 49 12.1 31
3.2.5 Chọn thanh dẫn cho tủ điện phân phối:
Tiết diện thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng . ICP> k1. k2.k3.ICPTH
Trong đó:
ICP là dòng điện cho phép của thanh dẫn.
ICPTH là dòng điện cho phép thanh dẫn khi nhiệt độ thanh dẫn là 700C. nhiệt độ mụi trường xung quanh là 250C và thanh dẫn đặt đứng.
k1 = 0,95 là hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt ngang.
k2 là hệ số hiệu chỉnh khi xét thanh dẫn gồm nhiều thanh ghộp lại, nếu là trên khơng thì k2 = 1.
k3 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mụi trường xung quanh. Như đã tính ở phần trên ta có dịng điện tính tốn là: 254.61A
Tra sổ tay lựa chọn thiết bị Hồng Quang ta chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 95mm2. Có Icp=263A do DELTA chế tạo
3.2.6 Chọn dây dẫn cho thang máy
* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối tới thang máy. Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.
K1. K2 . Icp> Itt
33
K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9.
Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2. Icp> Itt Dịng điện tính tốn của thang máy 1 là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑡𝑚 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
35
√3. 0.4 = 50,5𝐴
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 𝐽𝑘𝑡 = 50,52.1= 24(mm2) F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max (1x25) 6,0 10.3 12.5 319 0,727 144 (1x25) 6,0 10.3 12.5 319 0,727 144
3.2.7 Chọn dây dẫn cho 2 tủ điện máy bơm sinh hoạt và đèn hành lang
* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối tới tủ điện động lực của máy bơm nước và tủ điện động lực của đèn hành lang. Với mạng hạ áp ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép.
K1. K2 . Icp> Itt
Trong đó: K1 là hệ số kể đến mụi trường, chọn K1 = 1.
K2 là hệ số kể đến dây dẫn đặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp, chọn K2 = 0,9.
Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2. Icp> Itt Dịng điện tính tốn của máy bơm 1 là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑡𝑚 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
39,1
34 Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡 = 56,43
2.1 = 26,87(mm2)
Dịng điện tính tốn của đèn chiếu sang hành lang và cầu thang của trung cư là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑡𝑚 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
14,6
√3. 0.4= 21,07𝐴
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: F = 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡 = 21,07
2.1 = 10(mm2)
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.23 tài liệu hệ thống cung cấp điện ta chọn được cáp đồng một lõi do hãng LENS sản xuất có thơng số kỹ thuật sau:
F (mm2) d, mm Mkg/km 𝑟0𝛺/𝑘𝑚 ở 200c Icp A Lõi Vỏ Min Max (1x35) 7,0 11,4 13,5 425 0,524 174 (1x10) 3,8 7,7 9,2 150 1.83 87 3.2.8 Chọn thiết bị bảo vệ
3.2.9 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 1
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng tầng 1 là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
24,87
√3. 0.4= 35,89𝐴
Dựa vào tính tốn ở trên ta lựa chọn aptomat : Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A)
Iđm (A)
35
Tầng 1 ABN53c 380 35,89 40
3.2.10 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 2
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng tầng 2 là: 𝐼 𝑡𝑡 = 𝑆𝑇2
𝑈 = 235
√3.0,4 = 339A
Dựa vào tính tốn ở trên ta lựa chọn aptomat Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A) Iđm (A)
Tầng 2 ABS403c 380 339 350
3.2.11 Chọn thiết bị bảo vệ cho tầng 3...20
Vì các tầng có cơng suất tính tốn tồn phần giống nhau nên ta tính cho 1 tầng đặc trưng :
Aptomat tổng cấp cho tầng 3
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng là: 𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇3
√3..𝑈 = 14
√3.0.4 = 20.2𝐴
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat căn hộ là:
𝐼𝑡𝑡 =𝑆𝐶𝐻−𝐴 √3. 𝑈 =
1,75
√3. 0.4= 2.5𝐴
Từ đây ta lựa chọn aptomat:
Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A) Iđm (A) Căn hộ ABN52c 240 2.5 15
36
Tầng ABN52c 240 20.2 30
3.2.12 Chọn thiết bị bảo vệ cho thang máy
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat thang máy là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
35
√3. 0.4 = 50,5𝐴
Dựa vào tính tốn ở trên ta lựa chọn aptomat : Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A) Iđm (A) Thang máy ABN63c 240 50,5 60
3.2.13 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện bơm nước sinh hoạt
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tủ điện bơm nước là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
39,1
√3. 0.4= 56,29𝐴
Dựa vào tính tốn ở trên ta lựa chọn aptomat : Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A) Iđm (A) Máy bơm ABN63c 240 56,29 60
3.2.14 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện đèn cầu thang- hành lang
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tủ điện đèn cầu thang- hành lang là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1 √3. 𝑈𝑑𝑚 =
14,6
√3. 0.4= 21,07𝐴
37 Aptomat Loại LS Uđm
(V) Itt (A) Iđm (A) Đèn CT-HL ABN53c 240 21,07 30
3.2.15 Chọn thiết bị bảo vệ cho tủ điện các tầng 1-10
Dòng điện lớn nhất qua Aptomat tổng 1 là:
𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑇1−10