3.2.2.4 Phụ tải tầng 17:
*Phụ tải tăng áp Block C (Tương tự với block D)
Chia làm 2 tủ, với công suất giống nhau. Trong mỗi tủ, sẽ cấp nguồn cho 2 bơm chạy song song với công suất mỗi bơm 2,5kW, khởi động mềm
Tên tải Bơm tăng áp 1 Bơm tăng áp 2
Bảng 3.26: Phụ tải tính tốn tủ điện bơm tăng áp block C 01
Hệ số đồng thời tủ Ks = 1
Ptt = Ks_tủ x ∑(Pdm_i x Ku_i x Ks_i) = 3.84 (kW) Qtt = Ks_tủ x ∑(Ptt_i x tanφ) = 2.88 (kVar) Stt_tủ = √Ptt2 +Qtt2 = √3.842 +2.882
Stt
∗ 1000
Itt =
√3∗Ud
Phụ tải thang máy công cộng
Ta bố trí 2 tủ điện cấp nguồn thang máy cơng cộng. Tủ 1 gồm 1 động cơ 18kW, tủ 2 gồm 2 động cơ 18kW, khởi động mềm.
Luận văn tốt nghiệp
Thang máy dịch vụ khối C
Bảng 3.27: Phụ tải tính tốn tủ điện 01 cho thang máy khu C Hệ số đồng thời tủ Ks = 1
Ptt = Ks_tủ x ∑(Pdm_i x Ku_i x Ks_i) = 17.28 (kW) Qtt = Ks_tủ x ∑(Ptt_ i x tanφ) = 12.96 (kVar) = √ Ptt2 +Qtt2 = √17.282 +12.962 = 21.6 (kVA) Itt = Stt Tên tải Thang máy dịch vụ khối C 02 Thang máy dịch vụ khối C 03
Bảng 3.28: Phụ tải thang máy chữa cháy block C 01 Hệ số đồng thời tủ Ks = 1 01 Hệ số đồng thời tủ Ks = 1
Ptt = Ks_tủ x ∑(Pdm_i x Ku_i x Ks_i) = 27.65 (kW) Qtt = Ks_tủ x ∑(Ptt_ i x tanφ) = 20.74 (kVar)
= √Ptt2 +Qtt2 = √27.652 +20.742 = 34.56 (kVA)
Itt =
3.2.2.5 Phụ tải tính tốn tủ điện tổng khối công cộng block C&D
Luận văn tốt nghiệp
Tên tải Tủ điện tầng 1 khu C (chiếu sáng ngoài) Tủ điện tầng hầm khu C đậu xe
Tủ điện tầng hầm khu C cấp nước Tủ điện tầng hầm khu C thoát nước Tủ điện tầng 1 khu C (TMDV) Tủ điện tầng 3 – 17 khu C Tủ điện bơm ang áp khu C 01 Tủ điện bơm ang áp khu C 02
Tủ điện thang máy công cộng khu C 1 Tủ điện thang máy công cộng khu C 2 Tủ điện thang máy chữa cháy khu C 01 Tủ điện thang máy chữa cháy khu C 02 Tủ điện quạt tạo áp & hút khói khu C 01 Tủ điện quạt tạo áp & hút khói khu C 02 Tủ điện thơng gió tầng hầm khu C Tủ điện tầng 1 khu D (chiếu sáng ngoài) Tủ điện tầng hầm khu D đậu xe
Tủ điện tầng hầm khu D cấp nước Tủ điện tầng hầm khu D thoát nước Tủ điện tầng 1 khu D (TMDV) Tủ điện tầng 3 – 17 khu D Tủ điện bơm ang áp khu D 01 Tủ điện bơm ang áp khu D 02
Tủ điện thang máy công cộng khu D 1 Tủ điện thang máy công cộng khu D 2 Tủ điện thang máy chữa cháy khu D 01 Tủ điện thang máy chữa cháy khu D 02 Tủ điện quạt tạo áp & hút khói khu D 01 Tủ điện quạt tạo áp & hút khói khu D 02
Luận văn tốt nghiệp
Tủ điện thơng gió tầng hầm khu D Phịng điều khiển chữa cháy tầng hầm Tủ điện bơm chữa cháy 01
Tủ điện bơm chữa cháy 02 Tủ điện bơm chữa cháy 03 Tổng CSTT
Hệ số đồng thời tại tủ MSB: Ks Cơng suất tính tốn Tủ MSB_3
Bảng 3.29: Phụ tải tổng khối công cộng block C&D
Tổng cơng suất tính tốn cho tủ điện MSB_3 khối cơng cộng block C&D
Ptt = Ks x ∑Ptt_i = 0.8 x 854.357 = 683.4856 (kW) Qtt = Ks x ∑Qtt_i = 0.8 x 632.677 = 506.1416 (kVar) S = √PttMSB2+QttMSB2 = √683.48562 +506.14162 = 849.2608 (kVA) Cosφtb = Ptt Stt Itt = Stt √3∗Ud 3.3 Tính tốn phụ tải bằng phần mềm Simaris 9.1 Trang 34
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Phần mềm SIMARIS 9.1 được thiết kế và phát triển bởi Tập đoàn SIEMENS dùng trong lĩnh vực thiết kế hệ thống điện, mạng điện đơn tuyến trong công nghiệp, dân dụng. SIMARIS được sử dụng để thiết kế các mạng điện hạ thế với một số đặc điểm như sau :
Điện áp từ 220V - 1000V.
• Tần số từ 50Hz - 60Hz.
• Các hệ thống nối đất: TN-C, TN-S, IT, TT.
•Tính tốn và lựa chọn thiết bị dựa theo tiêu chuẩn IEC 60364.
Các bước tính tốn của SIMARIS bao gồm:
• Xây dựng thơng số đầu vào, sơ đồ đơn tuyến.
• Nhập thơng số tính tốn, phương thức đi dây,nhiệt độ mơi trường,...
• Chọn tiết diện dây dẫn, tính tốn độ sụt áp.
• Chọn CB và cầu chì.
• Kiểm tra sự bảo vệ chọn lọc giữa các thiết bị bảo vệ.
• Tính tốn kiểm tra bảo vệ an tồn cho người.
• Xuất file (WORD, EXCEL) kết quả tính tốn ra, sơ đồ đơn tuyến ( PDF, DXF, DWG
).
Các bước tiến hành thiết kế điện:
Trước khi vào thiết kế, ta sẽ thiết lập những đặc tính chung cho mạch:
• Nhập tên dự án ( Project name ), mô tả dự án (Project description ).
• Người thiết kế ( Planner ), ( Design Office),..
•Cài đặt tổng quát : Standard IEC, Country VietNam, Language English
Cài đặt thông số kỹ thuật: - Trung thế:
• Điện áp: 22 kV
• Cơng suất ngắn mạch lớn nhất: 500 MVA
• Cơng suất ngắn mạch nhỏ nhất: 10 MVA
• Tiết diện dây cáp lớn nhất: 300 mm2
• Tiết diện dây cáp nhỏ nhất: 25 mm2
- Hạ thế:
• Điện áp: 380/220V -50Hz
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
• Nhiệt độ mơi trường: 45oC
• Phần trăm sụt áp của mạng: 5%
• Tiết diện dây cáp lớn nhất: 800 mm2
•Tiết diện dây cáp nhỏ nhất: 1.5 mm2 Sau đó tiến hành vẽ sơ đồ đơn tuyến:
-Sources: Transformer with medium voltage; Transformer; Gerenator; Network; Main
Distribution Board;…
-Distribition board: Sub - distribution board; Sub - distribution (group switch);
Busbar trunking systerm; Busbar trunking systerm with center infeed; Distribution at the end of busbar trunking systerm;...
-Final circuit: Stationary load; Power outlet circuit; Motor; Frequency inverter;
Charging unit; Capacitor; A dummy load; Surge protection. Tiến hành nhập các thơng số cho phụ tải Load sau đó liên kết lại thành một sơ đồ đơn tuyến hoàn chỉnh.
3.3.1 Phụ tải khối căn hộ mơ phỏng trên Simaris:
Hình 3.1 Phụ tải những thiết bị căn hộ mô phỏng trên Simaris
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 3.2 Phụ tải tầng căn hộ được mơ phỏng trên Simaris
Hình 3.3: Mơ hình busway 01 block C mơ phỏng trên Simaris
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 3.4: Đầu vào tủ hạ thế MSB_1 khối căn hộ block C trên Simaris 3.3.2 Phụ tải khối cơng cộng mơ phỏng trên Simaris:
Hình 3.5: Nhóm phụ tải quạt tầng hầm block C mô phỏng trên Simaris
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Hình 3.6: Nhóm phụ tải bơm chữa cháy cho chung cư mơ phỏng trên Simaris
Hình 3.7: Đầu vào tủ hạ thế tổng khối cơng cộng MSB_3
Sau khi thiết lập xong cho tất cả các phịng của Tịa nhà ta tiến hành chạy
tính tốn Calculate.
Kết quả tính tốn của Simaris sẽ cho ra kết quả
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
• Tính phụ tải.
• Lựa chọn cáp, dây dẫn, kiểm tra độ sụt áp.
• Tính tốn ngắn mạch.
• Chọn CB bảo vệ đối với tồn mạch.
• Xuất file kết quả tính tốn ra Word, Excel và file bản vẽ CAD, PDF.
3.4 So sánh kết quả:
Bảng 3.30: Bảng kết quả so sánh tính tay và pm Simaris (tải căn hộ block C)
TĐ-Căn hộ cosφ Ptt(kW) Qtt(kVar) Stt(KVA) Itt(A) TĐ-Tầng 2 (block C) cosφ Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA) Itt (A) TĐ-Tầng (3-16).01 (block C) cosφ Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA) Itt (A) TĐ-Tầng (3-16).02 (block C) cosφ Ptt (kW) Qtt(kVar) Stt(KVA) Itt(A) Trang 40
Luận văn tốt nghiệp Busway 1 (block C) cosφ Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA) Itt (A) Busway 2 (block C) cosφ Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA) Itt (A) TĐ Tổng MSB_1 cosφ Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA) Itt (A) Nhận xét:
Kết quả không chênh lệch nhiều so với việc tính bằng phương pháp Ku và Ks
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
CHƯƠNG 4: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁỐ́NG: 4.1 Giới thiệu về giá trị hệ số công suất và bù công suất:
Hệ số công suất cosφ (hoặc PF) là tỉ số giữa công suất tác dụng P (kW) và công suất biểu kiến S (kVA).
P (kW )
Cosφ = S (kVA) = PF
Công suất tác dụng P là cơng suất sử dụng điện có ích trong tất cả thiết bị điện; cịn cơng suất phản kháng Q là cơng suất từ hóa trong các thiết bị điện, nó khơng sinh ra cơng nhưng vẫn phải trả chi phí khi dùng điện.
Vì vậy để tránh tổn thất về chi phí điện, ta đặt các thiết bị sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải giảm bớt tổn thất, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng.
Bù công suất phản kháng đưa đến những hiệu quả sau đây:
• Giảm được tổn thất cơng suất, điện áp trong mạng điện.
• Giảm được chi phí điện.
• Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.
4.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ:
- Giảm điện áp cho những động cơ chạy non tải.
- Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.
-Máy bù đồng bộ được dùng trong các trung tâm điện để duy trì ổn định hệ
thống điện.
-Tụ bù dùng cho lưới điện xí nghiệp, dịch vụ và dân dụng trong đó có các tịa nhà cao
tầng, chung cư căn hộ,..
4.3 Vị trí đặt thiết bị bù:
- Đặt tụ bù tại thanh cái hạ áp của máy biến áp.
- Đặt tụ bù tại tủ điện phân phối tổng.
=> Từ những phân tích trên ta chọn phương án bù công suất phản kháng cho cơng trình bằng bộ tụ bù tự điều chỉnh dung lượng bù đặt tại tủ điện phân phối tổng.
4.4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng:
4.4.1 Tính tốn bù cơng suất phản kháng khối căn hộ Block C (Block D tương tự):
- Hệ số cơng suất của cơng trình trước khi bù: cosφ1 = 0.834 => tan φ1 = 0.6616
- Tổng cơng suất tác dụng tính tốn của cơng trình : Ptt = 1130 (kW)
- Công suất biểu kiến của cơng trình trước khi bù: Stt = 1355 (kVA)
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
- Hệ số cơng suất của cơng trình sau khi bù: cosφ2 = 0.9 => tan φ2 = 0.484
-Công suất phản kháng cần phải bù để đạt được cos φ2 = 0.9 (Theo nghị đinh
số 137/2013/NĐ-CP ban hành 21/10/2013) là:
Qbù = Ptt x (tan φ1 - tan φ2) = 1130 x (0.6616 - 0.484) = 200.3 (kVAr)
Vậy Qbù = 200.3 (kVAr)
Chọn thiết bị bù là tụ điện bù do EPCOS chế tạo:
3 bộ tụ bù loại EPCOS MKD440-D-50 50kVAr
Loại tụ điện EPCOSMKD440-D-50
Bảng 4.1:Thông số tụ bù khối căn hộ block C
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 = 200 (kVAr)
Cơng suất phản kháng trước khi bù:
Qtrước bù = Ptt x tan φ1 = 1130 x 0.6616 = 747.6 (kVAr) Công suất phản kháng sau khi bù:
Qsau bù = Qtrước bù – Qbù = 747.6 – 200 = 547.6 Công suất biểu kiến của cơng trình sau khi bù:
Ssau bù = √ Ptt2 +Qsau bù2 = √11302 +547.62= 1255.7 (kVA)
Hệ số công suất sau bù: cosφsau bù =
* Kết quả chạy phần mềm Simaris:
Trang 43
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
Trước khi bù Sau khi bù
Hình 4.1 Cơng suất tính tốn trước và sau khi gắn 4.4.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng khối công cộng Block C và Block D
- Hệ số cơng suất của cơng trình trước khi bù: cosφ1 = 0.808 => tan φ1 = 0.729
- Tổng công suất tác dụng tính tốn của cơng trình : Ptt = 960(kW)
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Tất Trang-1513570
- Công suất biểu kiến của cơng trình trước khi bù: Stt = 1188 (kVA)
- Hệ số cơng suất của cơng trình sau khi bù: cosφ2 = 0.9 => tan φ2 = 0.484
-Công suất phản kháng cần phải bù để đạt được cos 0.9 (Theo nghị đinh
số 137/2013/NĐ-CP ban hành 21/10/2013) là:
Qbù = Ptt x (tan φ1 - tan φ2) = 960 x (0.729-0.484) = 235.2 (kVAr)
Vậy Qbù = 235.2 (kVAr)
Chọn thiết bị bù là tụ điện bù do EPCOS chế tạo:
5 bộ tụ bù loại EPCOS MKD440-D-50 50kVAr
Bảng 4.2:Thông số tụ bù khối cơng cộng block C&D
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)
Cơng 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) Công 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 PHỊNG - BỘ CHUYỂN ĐỔI NG̀Ồ̀N
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 ngoài, 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
Cơng 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
- Thơng 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 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 Cơng 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) - Thơng 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)