CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
2.2. Tính tốn, lựa chọn máy biến áp, máy phát điện cấp điện
2.2.1. Tính tốn, lựa chọn máy biến áp, máy phát điện.
Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó.
một máy biến áp với phương án cấp điện bằng đường dày lộ kép và trạm hai máy. Trong thực tế, với những hộ tiêu thụ loại này thường dùng phương án lộ đơn – một biến áp cộng với máy phát dự phòng.
- Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thơn xóm, khu chung cư, trường học, thường đặt một biến áp.
Sau khi đã xác định được số lượng máy biến áp đặt trong trạm, công suất một máy được xác định theo công thức sau :
- Với trạm một máy SđmB ≥Stt - Với trạm hai máy :
SđmB ≥ Stt/1,4 Trong đó:
SđmB – công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho
Stt – cơng suất tính tốn, là cơng suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải mà người thiết kế cần tính tốn xác định nhằm lựa chọn máy biến áp và các thiết bị điện khác.
1,4 – hệ số quá tải.
Cần lưu ý rằng hệ số quá tải có trị số phụ thuộc thời gian quá tải. Lấy hệ số quá tải 1,4 chỉ đúng trong trường hợp trạm đặt hai máy bị sự cố một, máy còn lại cho phép quá tải 1,4 trong thời gian 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ và hệ số tải trước khi quá tải không quá 0,75. Nếu không thỏa mãn các điều kiện trên thì phải tra đồ thị để xác định hệ số quá tải cho phép hoặc không cho máy biến áp quá tải.
Tòa nhà thuộc phụ tải loại 2, thường dùng trạm biến áp và máy phát điện dự phịng.
Ta có tổng cơng st tính tốn Ptt = 280 kW và hệ số công suất sau khi bù cosφ = 0.92 từ đó xác định được cơng suất tính tốn tồn phần:
Việc lựa chọn máy phát điện dự phòng phụ thuộc vào các thiết bị điện muốn sử dụng khi nguồn điện chính (điện lưới) bị cúp. Do trong tịa nhà có thang máy nên ta phải sử dụng điện 3pha.
Chọn dùng một Máy biến áp Đơng Anh 320KVA 22/0.4KV
Hình 2.1. Hình ảnh máy biến áp được chọn
Loại máy: biến áp 3 pha ngâm dầu Cấp điện áp (KV) 22/0.4
Hãng sản xuất: Công ty CP chế tạo biến áp TBĐ Đông Anh Hà Nội Công suất (kVA) : 320
Công nghệ : Lõi tôn cắt chéo Dịng điện khơng tải : 2% Điện áp ngắn mạch : 5% Tần số : 50Hz
Xuất xứ : Việt Nam
Vì hệ số cơng suất của máy phát điện là 0, 8 nên công suất của máy phát điện là: 280/0,8= 350 kVA
Hình 2.2. Máy phát điện 350kva - cummins engine (oem)
THÔNG SỐ TỔNG QUÁT MÁY PHÁT ĐIỆN CUMMINS 350kVA
Model Máy : TC350
Kiểu máy : Ghép đĩa đồng trục Có trang bị vỏ giảm thanh
Thiết bị chính : Động cơ: CUMMINS _NTA855G2A Đầu phát: LEROY SOMER _TAL-A46-H Bộ điều khiển: DEEPSEA / DATAKOM Tình trạng máy : Máy mới 100 % - Sản xuất năm 2020
Xuất sứ tổ máy : Trung Quốc
Công suất định mức : 350kVA / 280kW
Công suất tối đa : 388kVA / 310kW
Hệ số công suất : cos φ = 0.8
Điện áp - Pha - Dây : 220/380V - 3 Pha - 4 Dây
Tần số : 50 Hz
Hệ thống khởi động : Đề điện, Bình Ăcquy 12/24VDC
Tiêu hao nhiên liệu : 72 lít/ h tại mức tải 100% công suất định mức
Độ ồn : 75 dB tại mức tải 100% ở khoảng cách 7m
Kích thước (D x R x C) : 4350 x 1410 x 2260 mm (Máy có vỏ giảm thanh)
Trọng lượng khô : 4275 Kg
Điều kiện hoạt động : Khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ đến 50 độ C, độ ẩm 85%
THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ
Hãng sản xuất : CUMMINS (Mỹ)
Model động cơ : NTA855G2A
Xuất sứ động cơ : Trung Quốc
Kiểu động cơ : Động cơ Diesel 4 thì
Cơ cấu bộ điều tốc : Electronic
Công suất động cơ : 343kW
Tốc độ vận hành : 1500 vòng / phút
Số xy lanh - Kiểu bố trí : 6 xy lanh - Thẳng hàng Đường kính x Khoảng chạy xy lanh : 140 x 152 mm
Tổng dung tích xy lanh : 14 Lít
Tỉ số nén : 14:1
THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐẦU PHÁT ĐIỆN
Hãng sản xuất : LEROY SOMER (PHÁP)
Model đầu phát : TAL-A46-H
Xuất sứ đầu phát : Trung Quốc
Tốc độ vòng quay : 1500 vòng / phút
Điều chỉnh điện áp : Tự động AVR
Dao động điện áp : ± 1%
Cấp cách điện / cách nhiệt : H
Cấp bảo vệ : IP23
THÔNG SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN
Hãng sản xuất : DEEPSEA / DATAKOM
Model bộ điều khiển : DSE 7320 / D300
Xuất sứ : Anh / Thổ Nhĩ Kỳ
Kiểu hiển thị : Màn hình tinh thể lỏng LCD
Thông số đo điện cơ bản : Ampe, Voltage, KW, KVA, Hz
Thông số đo động cơ cơ bản : Rpm, áp suất dầu, áp suất nhớt, nhiệt độ nước làm mát
Chức năng bảo vệ
: Áp suất nhớt thấp, Nhiệt độ động cơ cao Vượt tốc, thấp tốc Ngừng máy khẩn cấp Không khởi động được Không nạp điện DC Điện áp nguồn DC cao Điện áp nguồn DC thấp
CÁC THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY
Vỏ giảm thanh : Kèm theo máy
Thùng nhiên liệu : Kèm theo máy
Pô giảm thanh : Kèm theo máy
Bình Ăcquy : Kèm theo máy
MCCB : Kèm theo máy
Két nước giải nhiệt : Kèm theo máy
Tài liệu hướng dẫn vận hành : Kèm theo máy
Catalogue máy : Kèm theo máy
2.3. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN, CHIẾU SÁNG CHO CƠNG TRÌNH.
2.3.1 . Hệ thống cấp điện.
Trong điều kiện bình thường thanh cái chính từ tủ ATS được ni bằng nguồn điện lưới qua máy biến áp cấp điện tới các tủ: DB-ER , LVSG và MSB
- Tủ DB-ER cấp nguồn cho các phụ tải ưu tiên như hút khói cơ học, hệ thống báo cháy, loa công cộng cảnh báo cháy, chỉ dẫn thốt hiểm, hệ thống lưu trữ thơng tin, an ninh.
- Tủ LVSG sử dụng một thanh dẫn bus way 2500A cấp điện cho các tầng của toà nhà.
- Việc chuyển nguồn được điều khiển tự động (hoặc bằng tay) qua tủ ATS (Auto Transfer Switch).
- Trường hợp có cháy, các phụ tải thường tủ LVSG và MSB sẽ bị cắt điện. Chỉ cấp điện cho tủ DB-ER để hoạt động các hệ thống bơm cứu hoả, hút khói cơ học, báo cháy, loa công cộng cảnh báo cháy, chỉ dẫn thốt hiểm, lưu trữ thơng tin, an ninh...
Sơ đồ ngun lí cấp điện cho tịa nhà xem chi tiết bản vẽ sơ đồ nguyên lý cấp điện E-001.
2.3.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện.
2.3.2.1. Chọn cáp cao áp 22 kV.
Phía cấp nguồn 22kV và trạm biến áp: Đường dây 22kV được cung cấp bởi Sở điện lực thành phố, cáp từ ngồi vào được chơn ngầm, đưa tới máy biến áp qua tủ RMU.
2.3.2.2. Chọn máy biến áp.
Máy biến áp được lắp đặt tại khu kỹ thuật điện tầng một. Sử dụng máy biến áp 320KVA 22/0.4KV. Phòng đặt máy biến áp được xây dựng và bố trí theo quy phạm điện hiện hành và yêu cầu của nhà sản xuất.
2.3.2.3. Máy phát điện dự phòng.
Nhằm đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải khi mất nguồn điện chính hoặc các máy biến áp có sự cố, sử dụng máy phát điện công suất 350 kVA/máy, việc chuyển nguồn được điều khiển tự động hoặc bằng tay qua tủ ATS (Auto Transfer Switch).
Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho máy phát chạy 8 giờ liên tục đầy tải.
Bố trí phịng máy phát tuân theo quy phạm trang bị điện (Khoảng cách, thơng gió làm mát, cách âm, chống nước và côn trùng...) và yêu cầu kỹ thuật chung đối với máy phát điện. (tham khảo hướng dẫn lắp đặt máy phát điện Cumin, Wilson).
Phòng máy biến thế/máy phát được bảo vệ phòng chống cháy theo quy phạm định của cơ quan PCCC.
2.3.2.4. Tủ chuyển mạch tự động ATS.
Tủ chuyển mạch tự động ATS có nhiệm vụ tự động chuyển nguồn điện lưới sang nguồn máy phát dự phịng khi có sự cố máy biến áp hoặc mất điện lưới và khởi động máy phát điện cấp điện cho tồ nhà. Khi có điện trở lại tủ ATS dừng máy phát điện và chuyển sang mạch điện lưới.
Có tính thẩm tra, kiểm định tính xác thực của việc mất điện lưới và có điện trở lại để khởi động hoặc dừng máy phát điện.
Có liên động về cơ và điện, đảm bảo làm việc chắc chắn.
2.3.2.5. Xác đinh vị trí các tủ phân phối trung tâm và phân phối tầng.
Ngun tắc bố trí:
- Có cửa đi và khố
- Tránh để trong tầm nhìn của khu vực cơng cộng
- Màn chắn bên trong để tránh tiếp xúc với các bộ phận mang điện
- Ghi nhãn mác rõ ràng cho tất cả các bộ phận (được khắc và bắt đinh vít) - Sơ đồ nguyên lý tủ điện ở bên trong.
- có đèn báo pha sáng khi các thanh cái có điện - Hành lang vận hành tuân theo tiêu chuẩn việt nam - Dễ tiếp cận
- Để lại khoảng trống 20% dự trữ cho các sử dụng bổ sung sau này - Các cáp bên trong chạy trong máng cáp hoặc mương cáp.
2.3.2.6. Tủ tụ bù công suất phản kháng CAP (CAPacitor bank).
Hệ thống tụ bù được trang bị để bù công suất phản kháng làm tăng hệ số công suất cos của lưới điện. Công suất phản kháng được bù tập trung ngay sau máy biến áp trên thanh cái chính cái của tủ MSB.
Cơng suất bù được tính theo cơng thức:
Qbu = Ptt (tg1 - tg2). (kVAr) Trong đó:
Ptt là cơng suất tính tốn kW
1, 2 là góc lệch pha giữa dịng điện và điện áp trước và sau khi
bù.
Qbù = 280.( 0,75 – 0,43 ) = 89,6 (KVAr)
Dựa vào công suất cần bù và sản phẩm có sẵn ngồi thị trường, ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù. Lựa chọn bù 4 cấp mỗi cấp là 25 kVAr có các thơng số ghi trong bang sau:
Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật tụ bù.
Dung lượng (kVAr)
Số lượng Số pha Sản phẩm Giá thành
25 4 3 Tụ bù 3P
25kVAR 440V (50Hz) Nuintek khô
750,000₫
Dựa vào phần chọn thiết bị thiết kế thu được sơ đồ nguyên lý đấu nối tụ bù cho mạng điện . Xem chi tiết
Hình 2.5: sơ đồ ngun lí tủ ats 2.3.3. Hệ thống chiếu sáng.
2.3.3.1. Các vấn đề chung về thiết kế chiếu sáng.
Chiếu sang làm việc: dung để đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình thường của người, vật và phương tiện vận chuyển khi khơng có hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên.
- Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn tiếp tục làm việctrong một thời gian hoặc đảm bảosự an toàn của người đi ra khỏi nhà khi hệ thống chiếu sáng bị hư hỏng hay bị sự cố.
- Chiếu sáng an toàn: để phân tán người(trong nhà hoặc ngoài trời) cần thiết ở những lối đi lại, những nơi trong xí nghiệp cơng cộng có hơn 50 người, ở những cầu thang các tòa nhà có từ 6 tầng trở lên, những phân xưởng có hơn 50 người và những nơi khác hơn 100 người.
- Chiếu sáng bảo vệ: cần thiết trong đêm tại các cơng trình xây dựng hoặc những nơi sản xuất.
2.3.3.2. Các thông số lựa chọn. a. Chọn nguồn sáng:
Chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau đây:
- Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof - Chỉ số màu
- Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của địa điểm - Tuổi thọ của đèn
- Quang hiệu đèn
b. Lựa chọn hệ thống chiếu sáng:
Để thiết kế chiếu sáng trong nhà, thường sử dụng các phương thưc chiếu sáng sau:
- Hệ 1 ( hệ chiếu sáng chung): - Hệ 2 ( chiếu sáng hỗn hợp):
c. Chọn các thiết bị chiếu sáng:
Sự lựa chọn TBCS phải dựa trên điều kiện sau: - Tính chất của mơi trường xung quanh.
- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và sự giảm chói. - Các phương án kinh tế.
d. Chọn độ rọi E:
Việc chọn độ rọi phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại cơng việc, kích thước các vật, sự sai biệt của vật và hậu cảnh. - Mức độ căng thẳng của công việc.
- Lứa tuổi người sử dụng.
- Hệ chiếu sáng , loại nguồn sáng lựa chọn.
sáng trong quá trình làm việc, giảm hiệu suất của đèn khi TBCS, tường ,trần bị bẩn. Như vậy, khi tính cơng suất của nguồn sáng để đảm bảo giá trị tiêu chuẩn trên mặt phẳng làm việc trong quá trình vận hành của TBCS cần phải cho thêm một hệ số tính đến độ giảm độ rọi E. Hệ số đó gọi là hệ số dự trữ k (Liên sô) hay hệ số bù d (Pháp).
2.3.3.3. Phương pháp tính tốn chiếu sáng.
Có nhiều phương pháp tính tốn chiếu sáng như: - Liên Xơ có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau:
+ Phương pháp hệ số sử dụng + Phương pháp công suất riêng. + Phương pháp điểm.
- Mỹ có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau : + Phương pháp quang thông.
+ Phương pháp điểm.
- Cịn ở Pháp thì có các phương pháp tính tốn chiếu sáng sau : + Phương pháp hệ số sử dụng.
+ Phương pháp điểm.
Và cả phương pháp tính tốn chiếu sáng bằng các phần mềm chiếu sáng.
Hiện nay, với việc xã hội càng ngày càng hiện đại hóa thì phương pháp tính tốn bằng phần mềm trở nên thuận tiên và phổ biến hơn cả, với các phần mêm như: Dialux, Calculux Road, Luxincon, .....
2.3.3.4. Các chỉ tiêu chiếu sáng.
Đảm bảo độ chiếu sáng theo TCXD 16:1996 (tham khảo thêm Tiêu chuan Anh), độ rọi đáp ứng tại độ cao của bề mặt làm việc:
- Khu vực phòng làm việc: 300 - 500 lux - Sảnh, hành lang: 100 - 150 lux
- Khu vực đỗ xe: 100 - 150 lux
- Khu vực cầu thang: 100 lux
- Khu vệ sinh: 150 lux
2.3.3.5. Bố trí chiếu sáng. a. Đèn chiếu sáng.
Đèn chiếu sáng có điện áp danh định là 220 V, đơn pha, tần số 50Hz và có ánh sáng trắng. Tương ứng với chỉ tiêu, áp dụng các loại đèn tiêu biểu cho các vị trí tại tồ nhà như sau:
- Khu vực văn phịng: Đèn âm trần 3 bóng huỳnh quang có tán phản quang chống chói dùng chấn lưu thường, điều khiển bằng cơng tắc. Có L = 1.8 m. - Sảnh, hành lang, khu vệ sinh: Đèn downlight bóng compact, cơng tắc điều khiển tại chỗ của từng tầng.
- Cầu thang: Đèn ốp trần lắp nổi và đèn huỳnh quang 1x18 w. Có H = 2.2 m.
- Khu vực đỗ xe: Đèn huỳnh quang 1x36w có chố tán quang treo trần, được điều khiển bằng công tắc.
b. Đèn thoát hiểm và chiếu sáng sự cố.
Hệ thống đèn chiếu sáng sự cố cung cấp đủ độ rọi cần thiết để mắt thường có thể nhìn thấy đường tới các cửa. Hệ thống đèn thoát hiểm được trang bị tại các nơi cần thiết theo tiêu chuẩn.
Bộ ắc quy được trang bị cho các đèn thoát hiểm và chiếu sáng sự cố đảm bảo thời gian duy trì cho các đèn theo tiêu chuẩn Việt Nam.
2.4. TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT, BẢO VỆ ( TÍNH CHỌN BẢO VỆ NGẮN MẠCH, QUÁ TẢI ).
2.4.1. Lựa chọn ATM bảo vệ.
Chọn áptômát bảo vệ căn cứ vào dòng điện làm việc định mức và khả năng cắt dòng ngắn mạch theo nguyên tắc:
Dòng điện định mức(IđmA) ngưỡng tác động của áptơmát dịng điện
phụ tải tính tốn
Ngồi ra, khi chọn ATM phải chú ý đến số pha điện áp sử dụng: 1 pha, 2 pha, 2 pha để chọn số cực của ATM cho phù hợp loại 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực.
Lựa chọn ATM tổng: