Như vậy sau khi tính tốn được lượng cơng suất phản kháng cần bù cho tịa nhà, ta có bảng tổng kết sau:
Cơng suất biểu kiến của cơng trình sau khi bù với Q = 250 (kVAr)
Công suất phản kháng trước khi bù:
Qtrước bù = Ptt x tan φ1 = 960 x 0.729 = 700 (kVAr) Công suất phản kháng sau khi bù:
Qsau bù = Qtrước bù – Qbù = 700 – 250 = 450 (kVAr) Cơng suất biểu kiến của cơng trình sau khi bù:
Ssau bù = √ Ptt2 +Qsau bù2 = √9602 +4502= 1060 (kVA)
Hệ số công suất sau bù: cosφsau bù =
* Kết quả chạy phần mềm Simaris:
Trang 45
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Trước khi bù Sau khi bù
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 4.2 Cơng suất tính tốn trước và sau khi gắn tụ bù khối công cộng block C&D
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
CHƯƠNG 5: MÁỐ́Y BIẾỐ́N ÁỐ́P- MÁỐ́Y PHÁỐ́T DỰ PHÒNG - BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒỒ̀N
5.1 Chọn máy biến áp:
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện toà nhà. Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp trung thế sang cấp điện áp hạ thế, phù hợp với nhu cầu dùng điện.
Để cung cấp điện áp cho toà nhà hợp lý nhất là đặt trạm biến áp. Trạm biến áp nên đặt bên ngồi, kề tồ nhà để đảm bảo tính an tồn, thuận tiện trong việc lắp đặt thao tác vận hành, quản lí. Và máy biến áp được chọn phải thỏa hai điều kiện sau :
UđmMBA ≥ UHT
SđmMBA ≥ S∑
Với yêu cầu về tính liên tục trong việc cung cấp điện và tính kinh tế cho Tịa nhà, ta chọn phương án cung cấp điện gồm 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng cho tải khối cơng cộng tịa nhà block C&D. Đối với tải khối căn hộ, ta chọn phương án một máy biến áp cho 1 block. Sự lựa chọn này mang về tính hiệu quả cả về kinh tế và kỹ thuật cho cơng trình. Máy biến áp hoạt động ở chế độ bình thường, đảm nhận nhiệm vụ truyền tải điện từ mạng lưới điện quốc gia. Ở Việt Nam nguồn trung thế 22 kV nên sẽ lựa chọn máy biến áp 22 kV/ 0.38kV.
5.1.1 Chọn máy biến áp cho phụ tải khối căn hộ:● Block C ● Block C
Tính tốn chọn máy biến áp theo điều kiện: SđmB ≥ S∑
Trong đó S∑ = 1256.7 (kVA)
Dựa vào cơng suất tính tốn phụ tải của Tòa nhà, ta tiến hành chọn máy biến áp của SIEMENS loại khô theo tiêu chuẩn IEC – 60076 – 11 – 2004
Điện áp 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây Δ/Υ0 -11
Công suất (KVA) 1600
Từ thơng số chọn, tính tốn thơng số máy biến áp:
RMBA = ∆ P× UdmMBA2 = 12.8 × 0.382 = 0.728(mΩ)
SđmMBA2
ZMBA = % ∆ U ×UdmMBA 2 =
SdmMBA
XMBA = √Z MBA
- Thông số máy biến áp trong phần mềm Simaris:
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
R1max = 0.728(mΩ), X1max = 5.415(mΩ), Z1max = 5.464(mΩ)
R0max = 0.728(mΩ), X0max = 5.144(mΩ), Z0max = 5.196(mΩ)
● Block D
Tính tốn chọn máy biến áp theo điều kiện: SđmB ≥ S∑
Trong đó S∑ = 1223.2 (kVA)
Dựa vào cơng suất tính tốn phụ tải của Tòa nhà, ta tiến hành chọn máy biến áp của SIEMENS loại khô theo tiêu chuẩn IEC – 60076 – 11 – 2004
Điện áp 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây Δ/Υ0 -11 Công suất (KVA)
1600
Từ thơng số chọn, tính tốn thơng số máy biến áp: RMBA =
ZMBA =
SdmMBA
XMBA = √Z MBA2−RMBA2 = √(5.415 ×10−3)2 −(0.722 ×10−3)2 =5.365(mΩ) - Thông số máy biến áp trong phần mềm Simaris:
R1max = 0.728(mΩ), X1max = 5.415(mΩ), Z1max = 5.464(mΩ)
R0max = 0.728(mΩ), X0max = 5.144(mΩ), Z0max = 5.196(mΩ)
5.1.2 Chọn máy biến áp cho phụ tải khối công cộng Block C và D:
Tính tốn chọn máy biến áp theo điều kiện: SđmB ≥ S∑
Trong đó S∑ = 1063.1 (kVA)
Dựa vào cơng suất tính tốn phụ tải của Tịa nhà, ta tiến hành chọn máy biến áp của SIEMENS loại khô theo tiêu chuẩn IEC – 60076 – 11 – 2004
Điện áp 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây Δ/Υ0 -11
Công suất (KVA)
Bảng 5.3: Thông số máy biến áp block C
Từ thơng số chọn, tính tốn thơng số máy biến áp:
RMBA = ∆ P× UdmMBA2 = 10600 × 0.38 2 = 0.598(mΩ)
SđmMBA2 16002
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
ZMBA = ∆ U % ×UdmMBA2 = 0.06 ×3802 = 5.415(mΩ)
SdmMBA 1600× 1000
XMBA = √ZMBA2−RMBA2 = √(5.415 ×10−3)2 −(0.722 ×10−3)2 =5.382(mΩ)
- Thơng số máy biến áp trong phần mềm Simaris:
R1max = 0.988(mΩ), X1max = 6.924(mΩ), Z1max = 6.994(mΩ)
R0max = 0.988(mΩ), X0max = 6.577(mΩ), Z0max = 6.651(mΩ)
5.2 Chọn máy phát dự phịng: (Khối cơng cộng block C và D):
Trong các cơng trình cơng cộng như tồ nhà, văn phịng, trụ sở ln tồn tại một số phụ tải quan trọng luôn phải được cung cấp điện liên tục: các hệ thống chiếu sáng gặp sự cố, thang máy, bơm hoặc các thiết bị dùng điện quan trọng. Để đảm bảo cho toà nhà hoạt động tốt và các thiết bị dùng điện được cung cấp điện liên tục do đó ở các tồ nhà cần phải có máy phát điện dự phòng, thường là các máy phát điện được nối với bộ chuyển mạch ATS (Automatic Transfer Switch).
Khi có sự cố về lưới điện, Máy phát tự động chạy để cung cấp điện cho tải. Do đó, cơng suất máy phát dự phịng phải cung cấp cho tòa nhà tối thiểu bằng với lượng cơng suất đã tính tốn ở trên. (Dành cho khối tải công cộng)
=> Tổng cơng suất mà máy phát dự phịng phải cung cấp cho tòa nhà là: 1063.1(kVA) Ta chọn Máy phát điện dự phòng của hãng Mitsubishi 1250kVA với các thơng số sau:
Hình 5.1: Máy phát điện 1250kVA dự phịng cho nhóm tải cơng cộng
• Cơng suất liện tục: 1250kVA
• Cơng suất sự phịng: 1375 kVA
• Xuất xứ: Nhật Bản
• Điện áp: 380V/220V – 3 pha – 4 dây
• Tần số, tốc độ: 50Hz – 1500rpm
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
• Kích thước: (DxRxC): 4680x2160x2700mm
5.3 Bộ chuyển nguồn tự động ATS – Automatic Transfer Switch:
Khi nguồn lưới không đạt tiêu chuẩn yêu cầu, bộ chuyển đổi nguồn tự động ATS sẽ kiểm tra chất lượng của nguồn dự phòng và nếu thỏa mãn, ATS sẽ tác động để giúp chuyển tải sang sử dụng ở nguồn dự phòng. Sau đó ATS sẽ giám sát việc quay trở lại sử dụng nguồn chính khi mà nguồn chính ổn định lại, ATS vận hành để chuyển tải trở lại dùng điện lưới.Tất cả các động tác trên được thực hiện hoàn tồn tự động, khơng địi hỏi đến sự can thiệp tại chỗ của người vận hành.
Một bộ chuyển mạch tự động gồm: 1 khóa liên động điện + 1 khóa liên động cơ + bộ điều khiển tự động
Dựa vào công suất tổng tồn bộ tịa nhà và dịng điện tổng tính tốn, ta chọn bộ chuyển đổi nguồn ATS SmartGen HAT530N có các thơng số:
• Dịng định mức I-rate = 2500A, Icu = 66 kA
• Điện áp định mức : 380/415V
Hình 5.2:Bộ điều khiển chuyển nguồn ATS controller Smartgen HAT530
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
CHƯƠNG 6: TÍỐ́NH TOÁỐ́N LỰA CHỌỌ̣N DÂY DẪN VÀ KIỂM TRA ĐỘ SỤT ÁỐ́P
6.1 Tính tốn lựa chọn hệ thống dây dẫn:
Lựa chọn phương pháp xác định dây dẫn:
Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép áp dụng các tiêu chuẩn của Hội đồng Kỹ thuật điện Quốc tế (IEC - International Electrotechnical Commission).
Icp ≥ Ilvmax K
Trong đó:
Icp: dịng cho phép của dây dẫn (A).
Ilvmax: dịng làm việc lớn nhất của phụ tải tính tốn (A). K: hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện lắp đặt.
Phương pháp thực tế xác định tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn:
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 6.1: Sơ đồ khối cách xác định tiết diện dây dẫn
Trong đó:
- IB: dịng làm việc lớn nhất ứng với cơng suất định mức (kVA) của tải.
- In: dịng định mức của CB, tại đó Relay bảo vệ q dịng có thể chịu được
vô hạn định ở nhiệt độ môi trường do nhà chế tạo quy định, và nhiệt độ của các bộ phận mang điện không vượt quá giới hạn cho phép.
- IZ: dịng cho phép lớn nhất, dây dẫn có thể tải được vơ hạn định mà khơng làm
giảm tuổi thọ làm việc.
Xác định cỡ dây đối với cáp không chôn dưới đất:
Xác định hệ số K: Với các mạch không chôn dưới đất, hệ số K thể hiện điều kiện lắp đặt
K = K1.K2.K3
Trong đó:
- K1: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.
- K2: thể hiện ảnh hưởng tương hổ của hai mạch đặt kề nhau. Hai mạch được
coi là đặt kề nhau khi khoảng cách L giữa 2 dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên.
- K3: thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.
Xác định cỡ dây cho dây chôn dưới đất:
Trường hợp này cần phải xác định hệ số K, cịn mã chữ cái thích ứng với cách lắp đặt sẽ không cần thiết.
Xác định hệ số hiệu chỉnh K: với các mạch chôn dưới đất, K sẽ đặc trưng cho điều kiện lắp đặt
K = K4.K5.K6.K7 (6.3)
Trong đó:
• K4: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.
•K5: thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau. Các dây được coi là đặt kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây.
• K6: thể hiện ảnh hưởng của đất chơn cáp.
•K7: thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ của đất. Xác định kích cỡ dây nối đất bảo vệ
(PE: Proctective Earth):
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Dây PE cho phép liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ kim loại khơng có điện của các thiết bị điện để tạo lưới đẳng áp. Các dây này dẫn dòng sự cố do hư hỏng cách điện (giữa pha và vỏ thiết bị) tới điểm trung tính nối đất của nguồn. PE sẽ được nối vào đầu nối đất chính của mạng. Đầu nối đất chính sẽ được nối với các điện cực nối đất qua dây nối đất.
Kích cỡ của dây PE được xác định theo phương pháp đơn giản sau: Sph ≤ 16 mm2 => SPE = Sph
16 mm2 < Sph ≤ 35 mm2 => SPE = 16 mm2
S
Xác định kích cỡ dây trung tính ( Neutral ):
Tiết diện của dây trung tính bị ảnh hưởng của sơ đồ nối đất TN-S:
SN = Spha – nếu Spha ≤ 16 mm2 (dây đồng) cho các mạch một pha.
SN = 0.5Spha – cho các trường hợp cịn lại với lưu ý là dây trung tính phải có bảo vệ
thích hợp.
6.2 Tính tốn chi tiết dây dẫn:
Từ máy biến áp đến tủ phân phối chính MSB_1 (khối căn hộ block C)
Cơng suất máy biến áp: Smba = 1600(kVA)
Ilvmax =
Chọn dòng định mức CB: Idm_CB = 2500(A)
Phịng máy biến áp khơ và phòng tủ điện nằm cạnh nhau dưới tầng hầm. Cho nên từ máy biến áp đến tủ phân phối chính ta sử dụng busbar LXC 2500A dài 5m • Điện trở :
r1 = 0.017 mΩ/m; x1= 0.009 mΩ/m
r0 ph-n = 0.082 mΩ/m; x0 ph-n= 0.053 mΩ/m r0 ph-pe = 0.35 mΩ/m; x0 ph-pe= 0.29 mΩ/m
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Từ tủ điện tổng MSB đến tủ tầng
Ởđây, ta sử dụng 2 thanh busway để cấp điện cho các tầng. Thanh busway thứ 1 cấp
điện cho tầng 2 đến tầng 9, thanh busway thứ hai cấp điện cho tầng 10 đến tầng 16 Tổng CSTT trên busway 1: với Ks=0.7 (hệ số đồng thời trên busway)
Stt1= Ks x ∑Stt = 882.2 (kVA)
Ilvmax1 =
Chọn busway LXC 1600A, ftot=1, 3P+100%N+PE(EN), dài 117m • Điện trở : r1 = 0.037 mΩ/m; x1= 0.026 mΩ/m r0 ph-n = 0.173 mΩ/m; x0 ph-n= 0.119 mΩ/m r0 ph-pe = 0.392 mΩ/m; x0 ph-pe= 0.289 mΩ/m
Tổng CSTT trên busway 2: với Ks=0.7 (hệ số đồng thời trên busway)
Stt2= ∑Ks x (Syc+Sdp) = 930.12 (kVA)
Ilvmax2 =
Chọn busway LXC 1600A, ftot=1, 3P+100%N+PE(EN), dài 139m • Điện trở : r1 = 0.037 mΩ/m; x1= 0.026 mΩ/m
r0 ph-n = 0.173 mΩ/m; x0 ph-n= 0.119 mΩ/m r0 ph-pe = 0.392 mΩ/m; x0 ph-pe= 0.289 mΩ/m
Từ tủ điện tầng đến tủ căn hộ
Tầng 2 có tất cả 16 căn hộ, cơng suất biểu kiến: SCH_i = 9.6 (kVA)
Dòng làm việc max Ilvmax2 =
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Chọn dòng định mức cho CB – phòng: Idm_CB = 50 (A)
Tuyến dây từ tủ điện tầng 2 đến từng căn hộ đặt trên hệ thống máng cáp kết hợp ống PVC chơn trong tường, nên có các hệ số hiệu chỉnh như sau:
- K1 = 1 - dây đặt trong ống âm trong tường, thang máng cáp
- K2 = 0.8 - số mạch đi trong ống là 2
- K3 = 1- dây dẫn đặt trong mơi trường có nhiệt độ là to = 40oC
Dịng điện hiệu chỉnh: Ihc =
Dòng cho phép của dây dẫn Icp ≥ Ihc: dòng hiệu chỉnh, từ dòng hiệu chỉnh Ihc trên tra
bảng Catalogue loại NYCWY được các thông số sau: dòng cho phép Icp = 63 (A) >
62.5 (A) và tiết diện dây dẫn Fdd là 16 mm2 (cáp điện lực hạ áp 1 lõi ruột đồng CVV,
cách điện PVC, vỏ PVC khơng có giáp bảo vệ).
• Tiết diện dây pha Spha = 10 mm2 ; SN = 10 mm2 ; SPE = 10 mm2
• Điện trở : r1 = 1.842 mΩ/m; x1= 0.177 mΩ/m
r0 ph-n = 7.366 mΩ/m; x0 ph-n= 0.67 mΩ/m r0 ph-pe =7.366 mΩ/m; x0 ph-pe= 0.772 mΩ/m Từ
tủ điện căn hộ đến thiết bị
Tính tốn điển hình cho cấp nguồn máy nước nóng Stbi=2.22 (kW)
Dịng làm việc max Ilvmax2 = = 2.22×1000 220 = 10.1 (A)
Vì máy nước nóng là thiết bị đặt ở phịng tắm, nên cần độ an tồn cao cho người sử dụng, ta chọn RCBO = 13A 30mA
Tuyến dây từ tủ điện căn hộ đến từng thiết bị đặt trong ống conduit chơn trong tường, nên có các hệ số hiệu chỉnh như sau:
- K1 = 1 - dây đặt trong ống âm trong tường, thang máng cáp
- K2 = 1 - số mạch đi trong ống là 1
- K3 = 1 - dây dẫn đặt trong mơi trường có nhiệt độ là to = 40oC
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 6.2 Lắp đặt dây dẫn trên Simaris
Dịng điện hiệu chỉnh: Ihc =
Dòng cho phép của dây dẫn Icp ≥ Ihc: dòng hiệu chỉnh, từ dòng hiệu chỉnh Ihc trên tra
bảng Catalogue do hãng NYCWY cung cấp được các thơng số sau: dịng cho phép Icp
=27 (A) > 13 (A) và tiết diện dây dẫn Fdd là 2.5 mm2 (cáp điện lực hạ áp 3 lõi
ruột đồng CVV, cách điện PVC, vỏ PVC khơng có giáp bảo vệ).
• Tiết diện dây pha Spha = 2.5 mm2 ; SN = 2.5 mm2 ; SPE = 2.5 mm2
• Điện trở :
r1 = 7.366 mΩ/m; x1= 0.113 mΩ/m
r0 ph-n = 29.466 mΩ/m; x0 ph-n= 0.453 mΩ/m r0 ph-pe =29.466 mΩ/m; x0 ph-pe= 0.453 mΩ/m
Tính tốn tương tự các thiết bị cịn lại của căn hộ, các căn hộ còn lại của tầng, và tính tốn các tầng khác nhau.Tải khối cơng cộng tính tương tự (bảng tóm tắt ở cuối chương)
6.3 Kiểm tra độ sụt áp:
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện năng là điện áp và tần số, dao động điện áp và tần số càng bé thì chất lượng càng tốt. Việc ổn định tần số là công việc điều tần của trung tậm điều độ. Độ sụt áp liên quan đến tiết diện của dây dẫn: sụt áp do phân áp trên các thành phần điện trở, cảm kháng, dung kháng của dây dẫn.
Trong thực tế, điện áp cung cấp cho các thiết bị (trong mạng hạ thế) các giá trị không bằng điện áp đầu ra của máy biến áp.
Sụt áp trên dây dẫn được kiểm tra theo theo tiêu chuẩn TVCN 9206 – 2012 như sau:
• Đối với chiếu sáng làm việc: 5%
• Đối với chiếu sáng sơ tán người và chiếu sáng sự cố: 5%
• Đối với chế độ làm việc bình thường: 5%
• Đối với chế độ sự cố: 10%
Độ sụt áp 3 pha được tính bằng cơng thức:
ΔU = √3 Ib(Rcosφ + Xsinφ)L
Độ sụt áp 1 pha được tính bằng cơng thức:
ΔU = 2 Ib(Rcosφ + Xsinφ)L
Độ sụt áp dây trung tính bằng cơng thức:
ΔUN = IN(RcosφN + XsinφN)L
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Trong đó:
Ib dịng làm việc lớn nhất (A).
L chiều dài dây (m).
R, X điện trở, điện cảm của dây dẫn (Ω/m)
TÍỐ́NH TOÁỐ́N SỤT ÁỐ́P CHI TIẾT CHO CĂN HỘ 22 TẦNG 16 (XA NHẤT)