Cầu chì trong trường hợp này dụng để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp. Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức.
Bảng 4. 6 Bảng điều kiện chọn cầu chì trung áp
Đại lượng Cơng thức
Điện áp định mức(KV) UđmCC > Uđm Dòng điện lâu dài định mức(A) IđmCC > Imba Công suất cắt định mức(MVA) SdmCC > S’’ Dòng điện cắt định mức (KA) Iđmcắt > I’’
Từ điều kiện trên tra bảng PL 2.19 trang 344 ta chọn cầu chì trung áp loại 3GD1402-4B do hãng SIEMENS chế tạo:
Bảng 4. 7 Bảng thơng số cầu chì trung áp
Loại cầu chì Udm(KV) Idm(A) Icắt N(KA) IcắtNmin (KA)
3GD1402-4B 24 10 40 56
4.3.4.Phương án chống sét cho Máy biến áp
Tra bảng 6.8 tr. 414- Sách HTCCĐ-NXBKH&KT ta chọn thiết bị chống sét 3 đến 30 kV do hãng Cooper Mỹ chế tạo loại AZLP501B24.
4.4. Chọn thiết bị phân phối hạ áp
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp. Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối của các tầng và cấp nguồn cho phụ tải động lực như thang máy, hệ thống bơm nước, thơng gió,…hiện nay thường có hai phương án: Một là dùng cáp nhôm hoặc đồng, hai là sử dụng thanh dẫn Busway.
Theo thiết kế, ta đặt MBA và tủ phân phối ở hai gian khác nhau để đảm bảo an toàn. Cáp từ trạm MBA đến tủ phân phối trung tâm được chọn theo điều kiện phát nóng dây dẫn với Uđm=0,4 kV
Đường dây đi từ trạm biến áp tới tủ phân phối tổng, từ tủ phân phối tổng tới các tủ phân phân phối nhánh với tổn thất điện áp cho phép là 5%.
Lựa chọn thiết kế tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng: Dịng điện lớn nhất chạy trong đường dây là:
ICB= 𝑆𝑡𝑡
√3.𝑈đ𝑚=208,13
√3.0,4 = 300,5 (A)
Trong tất cả các cơng trình có Imax< 630A thì ta khơng sử dụng được thanh dẫn Busway (vì tất cả các hãng hầu như chỉ sản xuất trên 630A)
Ta chọn phương án cáp dẫn từ MBA tới TPPT.
Nguồn điện đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây với Uđm = 400V, ta chọn phương án đi dây cáp ngầm .
Với phương án đi dây ngầm ta cần xác định hệ số K.
K=K4.K5.K6.K7
- K4: Là thể hiện của cách lắp đặt.
Phương án đi dây ngầm trong ống PVC chôn dưới đất theo IEC chọn K4=0,8. - K5: Thể hiện ảnh hưởng của số đặt kề nhau..
Các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn hai lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây theo IEC chọn hệ số K5=1.
- K6: Thể hiện ảnh hưởng của đất chơn cáp. Vì chôn cáp trong đất khô nên theo IEC chọn hệ số K6 =1.
- K7: Thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ của đất.
Do nhiệt độ trong đất của cơng trình mà ta đang tính tốn là 300C. Theo IEC bảng H1-22 trang H1-31 ta chọn hệ số K7 = 0,89.
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG Từ đó ta tính được: 𝐼𝑐𝑝 =𝐼𝐶𝐵 𝐾 = 300,5 0,71 = 423,3 𝐴
Từ kết quả tính được như trên, tra PL 4.28 ta chọn 3 cáp đồng cách điện hạ áp từ trạm biến áp ba lõi do hàng LENS sản xuất:
Bảng 4. 8 Bảng thông số cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối tổng
F (mm2) d (mm) M (kg/k m) r0 ở 200C (km) Icp (A) L (m) Lõi Vỏ Min Max 3x185 + 70 15,6/10 47,1 54,4 7100 0,991/0,268 450 20 4.4.1. Bảo vệ ngắn mạch
Ngắn mạch có thể xảy ra giữa các dây pha, pha-đất, hoặc ba pha. Sự cố ngắn mạch cuộn sơ cấp thứ cấp sẽ tạo thành dạng ngắn mạch chạm đất.
Bảo vệ ngắn mạch thường dùng CB đầu ra MBA, máy cắt hay cầu chì hay FCO phía trung áp. Dùng hệ thống bảo vệ rơle (EFR-Earth Fault Relay).
Tính tốn ngắn mạch cho mạng điện hạ áp
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Sơ đồ thay thế tính tốn trong đơn vị có tên
Có thể coi MBA hạ áp là nguồn (vì được nối với hệ thống cơ cơng suất vơ cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp khơng thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, Xht=0
Ta có: IN = I’’ =I ở mạng hạ áp, khi tính tốn ngắn mạch phải xét đến điện trở của tất cả các phần tử trong mạng như MBA, dây dẫn, cuộn sơ cấp của máy biến điện BU…
Máy biến áp có các thông số sau:
SBA = 250 (kVA), PN = 2,95 (kW); UN% = 4% Xác định điện trở của các phần tử tính trong hệ đơn vị có tên.
ZS1 = PN.Uđm 2 n.SđmB2 .106 + j.UN.Uđm 2 n.SđmB.104= 2,95.0,4 2 2.1602 .106 + j.4.0,4 2 2.160.104= 9,2 + j20 (mΩ) ZS1 = √XBA2 + R2BA = √9,22+ 202 = 22 (mΩ)
Dòng điện ngắn mạch tại điểm N1 từ máy biến áp là: INB1 = 𝑈
√3.𝑍𝑆1 = 400
√3.22 = 10,5 (kA)
4.4.2. Chọn Aptomat và cáp từ trạm biến áp đến TPPT (tủ điện hạ áp).
Chọn Aptomat từ trạm biến áp đến TPPT (tủ điện hạ áp) Theo kết quả tính tốn của phụ tải của tịa nhà là:
Stt= 208,13 KVA Dịng điện tính tốn của phụ tải là:
𝐼𝑡𝑡= 𝑆𝑡𝑡
√3𝑈𝑑𝑚 =
208,13
√3. 0,4= 300,5 𝐴
Theo tiêu chuẩn IEC ta có : ICB≥Itt.ktk (1,15 ÷ 1,25)
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Tra bảng báo giá thiết bị đóng cắt của FUJI ta chọn MCCB 3P có mã là BW630RAG- 3P.
CB Itt ICB thiết kế Loại CB Iđm(A) IN(kA) Cực CB tổng 300,5 360,6 BW400RAG-3P 400 50 3
4.4.3. Chọn tủ ATS và dây dẫn từ TPPT (tủ điện hạ áp) đến tủ ATS
Chọn tủ ATS
Dòng điện qua tủ ATS: Iats= 𝑆𝑚𝑝
√3.𝑈đ𝑚= 60
√3.0,38 = 91,2 (𝐴).
Từ đó ta chọn Tủ ATS 3P -100A
Chọn dây dẫn từ TPPT đến tủ ATS
Dựa vào mặt bằng chiều dài cáp cần tính là L= 4 m
Đường dây đi từ trạm biến áp tới tủ phân phối tổng, từ tủ phân phối tổng tới các tủ phân phân phối nhánh với tổn thất điện áp cho phép là 5%.
Ucp= 5
100.380 = 19 (V) Fats = 𝑆𝑎𝑡𝑠
𝐽𝑘𝑡 = 91,2
3,1 = 29,5 mm2 (chọn dây dẫn đồng nên Fkt=3,1)
Với Fats=29,5 mm2 tra bảng 4.4 trang 366 sách CCD ta chọn dây dẫn đồng trần 4xM35 có ro=0,54 Ω/km và x0 = 0,308 Ω/km.
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây: UMF= 𝑃ư𝑡.𝑟0.𝐿𝑀𝐹+𝑄ư𝑡.𝑥0.𝐿𝑀𝐹
𝑈đ𝑚 = 41,91.0,54.0,004+26.0,308.0,004
0,38 = 0,26 (V) UMF < Ucp nên cáp lựa chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp.
4.4.4. Chọn máy biến dịng
Máy biến dịng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hố. Máy biến dịng được chọn và kiểm tra theo các điều kiện ổn định lực điện động và ổn định khi có dịng điện ngắn mạch chạy qua.
Biến dịng cho cơng tơ tổng Điều kiện chọn và kiểm tra máy biến dòng: - UđmBI Uđmmạng
- I1đmBI Ilvmax - S2đmBI S2tt
Căn cứ vào giá trị dòng điện chạy trên đoạn dây tổng I =300,5 A.Tra bảng 8-6 tr.383- Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện 0,4 đến 500 kV của Ngô Hồng Quang- NXBKH&KT ta chọn máy biến dịng loại BD13 có điện áp định mức là 0,5kV , dịng định mức phía sơ cấp là 600 A ,cấp chính xác là 0,5%, cơng suất định mức phía thứ cấp là 6VA, hệ số biến dòng ki = 600/5 =120 do công ty Thiết bị điện chế tạo.
Kiểm tra chế độ làm việc của công tơ khi phụ tải cực tiểu.
Ta thấy công tơ làm việc bình thường nếu dịng thứ cấp khi phụ tải cực tiểu lớn hơn dòng sai số 0,5% (I.0,5% = 0,005.6 = 0,03 A).
Dòng điện khi phụ tải nhỏ nhất(25% phụ tải tính tốn) Imin = 0,25.I =0,25.300,5 = 75 (A)
Dòng điện thứ cấp khi phụ tải cực tiểu là:
I2min 𝐼𝑚𝑖𝑛
𝑘𝑖 75
120 0,625 A
Vậy biến dịng làm việc bình thường khi phụ tải cực tiểu.
4.4.5. Chọn thanh dẫn
Dịng điện tính tốn của tồn cơng trình là: 𝐼𝑡𝑡 = 𝑆𝑡𝑡
√3𝑈𝑑𝑚 = 208,13
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Chọn thanh dẫn theo các yêu cầu như sau: Mật độ dòng: F=𝐼𝑙𝑣
𝐽𝑘𝑡 mm2
Trong đó :Jkt: Mật độ dịng kinh tế của thanh dẫn ( A/mm2) Ilv: Dịng điện làm việc bình thường của thanh dẫn (A)
Với Tmax =5000 giờ/năm và sử dụng loại dây trần và thanh dẫn bằng đồng theo IEC ta chọn Jkt =1,8 A/mm2.
⇒ Ftt = 𝐼𝑙𝑣
𝐽𝑘𝑡=316
1,8 = 175,5 mm2
Theo tiêu chuẩn IEC 60439. Dòng điện và tiết diện dây dẫn đến 400A được chọn trong các bảng 8 IEC60439-1. Ta chọn được Ftd = 185mm2
4.4.6. Chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn từ TPPT đến TPPP và đến các phòng
Sơ đồ nối dây thường có 2 dạng cơ bản là hình tia và phân nhánh:
- Sơ đồ hình tia: Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng đến nhau,độ tin cậy cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành bảo quản.
- Sơ đồ phân nhánh: Các hộ được cấp chung một đường dây nên độ tin cậy cung cấp điện không cao.
Vì vậy để cung cấp điện cho tịa nhà ta dùng sơ đồ mạng điện hạ áp hình tia cung cấp cho phụ tải để thuận tiện cho việc quản lí, vận hành.
a) Tủ điện khơng ưu tiên
- Aptomat tổng cho phụ tải không ưu tiên - Aptomat tổng có dịng điện tính tốn là: Itkưt = Ptt
√3.U.cos 𝜑= 135
√3.0,85.0,38= 241,3 (A)
Icb-tổng = Itổng.Ktk = 241,3.1,2= 289,6 (A) Trong đó:
- Aptomat tầng cho phụ tải không ưu tiên:
- Aptomat nhánh tầng 1 có dịng điện tính tốn là: It1 = Pt1
√3.U.cos 𝜑 = 48
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Icb-t1 = It1.Ktk = 85,8.1,2= 103 (A)
Aptomat của quầy vé tầng 1 có dịng điện tính tốn là : Iqv1 =Pqv1
U.cos 𝜑= 2,82
0,22.0,85 = 15 (A)
Icb-qv1 = Iqv1.Ktk = 15.1,2= 18 (A)
Aptomat của khu vui chơi có dịng điện tính tốn là : 𝐼𝑘𝑣𝑐 = 𝑃𝑘𝑣𝑐
√3.U.cos 𝜑 = 42,2
√3.0,38.0,85= 75,4 (𝐴)
Icb-qv1 = Iqv1.Ktk = 75,4.1,2= 90,5 (A)
Aptomat của nhà vệ sinh có dịng điện tính tốn là : Iwc = Pwc
U.cos 𝜑= 3,03
0,22.0,85 = 16,2 (A)
Icb-wc = Iwc.Ktk = 15.1,2= 19,44 (A)
- Aptomat nhánh tầng 2 (tầng 3) có dịng điện tính tốn là: It2 = Pt2
√3.U.cos 𝜑 = 35,34
√3.0,85.0,38 = 63(A)
Icb-t2 = It2.Ktk = 63.1,2= 76 (A)
Aptomat của khu mua sắm tầng 2 (tầng 3) có dịng điện tính tốn là : Ikms = 𝑃𝑘𝑚𝑠
√3.U.cos 𝜑 = 32,3
√3.0,38.0,85 = 57,7 (A)
Icb-kms = Ikms.Ktk = 57,7.1,2= 69 (A)
Aptomat của nhà vệ sinh có dịng điện tính tốn là : Iwc = Pwc
U.cos 𝜑= 3,03
0,22.0,85 = 16,2 (A)
Icb-wc = Iwc.Ktk = 15.1,2= 19,44 (A) - Aptomat nhánh tầng 4 có dịng điện tính tốn là:
It4 = Pt4
√3.U.cos 𝜑 = 103,56
√3.0,85.0,38 = 185(A)
Icb-t4 = It.Ktk = 185.1,2= 222 (A)
Aptomat của rạp chiếu phim có dịng điện tính tốn là : Irp = 𝑃𝑟𝑝
√3.U.cos 𝜑 = 82,62
√3.0,38.0,85 = 147,6 (A)
Icb-rp = Irp.Ktk = 147,6.1,2= 177,2 (A)
Aptomat của hành lang rạp chiếu phim có dịng điện tính tốn là : Ihl = 𝑃ℎ𝑙
√3.U.cos 𝜑 = 13,8
√3.0,38.0,85 = 24,7 (A)
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Aptomat của quầy vé tầng 4 có dịng điện tính tốn là : Iqv4 =Pqv4
U.cos 𝜑= 4,1
0,22.0,85 = 21,9 (A)
Icb-qv4 = Iqv4.Ktk = 21,9.1,2= 26,3 (A)
Aptomat của nhà vệ sinh có dịng điện tính tốn là : Iwc = Pwc
U.cos 𝜑= 3,03
0,22.0,85 = 16,2 (A)
Icb-wc = Iwc.Ktk = 15.1,2= 19,44 (A)
- Aptomat nhánh khu ẩm thực ngồi trời có dịng điện tính tốn là: Ingt = Pngt
√3.U.cos 𝜑 = 18,8
√3.0,85.0,38= 33,7(A)
Icb-ngt = Ingt.Ktk = 33,7.1,2= 40,4 (A)
Aptomat nhánh hệ thống điều hịa có dịng điện tính tốn là: Ihtdh = Phtdh
√3.U.cos 𝜑 = 27
√3.0,85.0,38 = 48,3(A)
Icb-htdh = Ihtdh.Ktk = 48,3.2 = 96,4 (A)
Aptomat nhánh hệ thống loa tầng 4 có dịng điện tính tốn là: IhtLoa = PLoa
√3.U.cos 𝜑= 13,4
√3.0,85.0,38= 24 (A)
Icb-Loa = ILoa.Ktk = 24.1,2 = 28,7 (A)
Aptomat nhánh màn hình Led có dịng điện tính tốn là: ILed = PLed
√3.U.cos 𝜑= 42
√3.0,85.0,38 = 75 (A)
Icb-Led = IhtLed.Ktk = 75.1,2 = 90 (A)
Aptomat nhánh hệ thống điều hòa hành lang tầng 4 có dịng điện tính tốn là:
Idhhl = Pdhhl
√3.U.cos 𝜑 = 13,5
√3.0,85.0,38 = 24 (A)
Icb-dhhl = Ihdhl.Ktk = 24.1,2 = 29 (A)
Ta chọn aptomat Fuji loại 3 pha dòng G-Twin standard và 2 pha G-Twin standard cho phụ tải không ưu tiên như sau:
Bảng 4. 9 Bảng chọn Aptomat tải không ưu tiên
CB ICB
(A) Loại CB Iđm
(A)
In
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
CB không ưu tiên 289,6 BW400RAG-3P 300 50 3
CB tầng 1 103 BW125JAG-3P 125 30 3 CB tầng 2 76 BW125JAG-3P 125 30 3 CB tầng 3 76 BW125JAG-3P 125 30 3 CB tầng 4 222 BW250JAG-3P 250 30 3 CB khu ẩm thực ngoài trời 40,4 BW125JAG-3P 75 10 3 CB quầy vé tầng 1 18 BW50SAG-2P 20 10 1+N
CB Khu vui chơi 90,5 BW125JAG-3P 100 30 3
CB nhà vệ sinh 19,44 BW50SAG-2P 30 10 1+N
CB khu mua sắm tầng 2 69 BW125JAG-3P 75 10 3
CB khu mua sắm tầng 3 69 BW125JAG-3P 75 10 3
CB rạp chiếu phim 177,2 BW250SAG-3P 200 76 3
CB hành lang rạp chiếu
phim 29,6 BW125JAG-3P 30 30 3
CB quầy vé tầng 4 26,3 BW50SAG-2P 30 10 1+N
CB hệ thống điều hòa 96,4 BW125JAG-3P 100 30 3
CB hệ thống loa 28,7 BW125JAG-3P 30 30 3
CB màn hình Led 90 BW125JAG-3P 100 30 3
CB hệ thống điều hòa
hành lang tầng 4 29 BW125JAG-3P 30 30 3
b) Tủ điện ưu tiên
Aptomat tổng cho phụ tải ưu tiên: Itổng ưt = 𝑃ư𝑡
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑 = 41,905
√3.0,4.0,85= 71,2 (A)
Icb tổng ưt=Itổng ut.K=71,2.1,2=85,44 (A)
- Aptomat nhánh thang máy có dịng điện tính tốn là: Ithang máy = 𝑃𝑡𝑚
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑= 6,3
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG
Icb thang máy=Ithang máy .K=11,26.2=22,52 (A)
- Aptomat nhánh máy bơm chữa cháy có dịng điện tính tốn là: Ibcc = 𝑃𝑏𝑐𝑐
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑= 6,4
√3.0,38.0,85 = 11,44 (A)
Icb bcc=Ibcc.K=11,44.2=22,88 (A)
- Aptomat nhánh máy bơm sinh hoạt có dịng điện tính tốn là: Ibsh = 𝑃𝑏𝑠ℎ
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑= 7,2
√3.0,38.0,85 = 12,87 (A)
Icb bsh=Ibsh.K=12,87.2=25,75 (A)
- Aptomat nhánh quạt thơng gió có dịng điện tính tốn là: Iqtg = 𝑃𝑞𝑡𝑔
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑 = 10,8
√3.0,38.0,85 = 19,3 (A)
Icb qtg=Iqtg.K=19,3.2=38,6 (A)
- Aptomat nhánh đèn chiếu sáng có dịng điện tính tốn là: Idcs = 𝑃𝑑𝑐𝑠
√3.𝑈.𝑐𝑜𝑠𝜑= 11,2
√3.0,38.0,85= 20 (A)
Icb dcs=Idcs.K=20.1,2=41,64 (A)
Ta chọn aptomat Fuji loại 3 pha dòng G-Twin standard và 2 pha G-Twin standard cho phụ tải ưu tiên như sau:
Bảng 4. 10 Bảng chọn Aptomat tải ưu tiên
CB ICB Loại CB Iđm In Số cực
CB tổng ưu tiên 85,44 BW125JAG-3P 100 30 3
CB thang máy 22,52 BW125JAG-3P 30 30 3
CB bơm chữa cháy 22,88 BW125JAG-3P 30 30 3
CB bơm sinh hoạt 25,75 BW125JAG-3P 30 30 3
CB quạt thơng gió 38,6 BW125JAG-3P 40 30 3
CB đèn chiếu sáng 41,46 BW125JAG-3P 50 30 3
c) Chọn dây dẫn cho từng tầng (tải không ưu tiên)
- Đường dây cung cấp điện từ tủ chính phân phối đến tủ nhánh các tầng, khu ngoài trời và từ tủ nhánh từng tầng đến tủ từng phòng của tòa nhà dài 20m ta sử dụng đường dây trên không lộ kép, sử dụng cáp nhôm lõi thép do LENS chế tạo.
- Để biết thời gian sử dụng cơng suất cực đại của tịa nhà, ta tra bảng Phụ lục 3 ta có: Tmax = 4500-5000h, Jkt=1,1(A/mm2)
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRUNG TÂM VUI CHƠI GIẢI TRÍ 4 TẦNG