THIẾT kế cấp điện CHO một CHUNG cư CAO TẦNG

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG

CBHD: Giảng viên Phạm Trung Hiếu

Hà Nội – Năm 2022
ĐỀ TÀI SỐ 34: “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG”

NỘI DUNG


- Một chung cư cao tầng gồm : 30 tầng
+Tầng 1, gồm nhà để xe: diện tích 40x60m2, phịng máy bơm gồm có 2 máy,
một máy chính 30kw, một máy dự phòng 15kw, phòng kỹ thuật đặt các tủ
điện lấy điện từ trạm biến áp vào và lấy điện từ một máy phát dự phòng
320KVA
+Tầng 2 : siêu thị diện tích 50x70m2, cơng suất điều hịa 150kw
+Tầng 3- 30 là chung cư, một tầng có 10 căn hộ, mỗi căn hộ có 1 phịng
khách 18m2, 2 phịng ngủ 15m2, 1 phịng bếp 10m2, 2 phịng vệ sinh 6m2,
cơng suất hành lang của tầng 5% công suất 1 tầng
+Thang máy gồm 2 buồng công suất 35kw
+Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 22kV bên ngồi tịa nhà, rãnh cáp ngầm
dẫn vào phòng kỹ thuật dài 160m.
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Xác định phụ tải tính tốn của tịa nhà
2. Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện
3. Lựa chọn phương án tối ưu

4. Lựa chọn thiết bị điện của phương án tối ưu:
5. Xác định các tham số chế độ của mạng điện : U, P, A, U2
6 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha),
7. Tính tốn dung lượng bù để cải thiện hệ số cơng suất lên giá trị cos φ2= 0,95
8.Thiết kế chiếu sáng cho một phịng điển hình.
Bản vẽ:
1. Sơ đồ mặt bằng của mạng điện
2. Sơ đồ hai phương án – bảng chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật
3. Sơ đồ nguyên lý phương án tối ưu toàn mạng điện

Mục lục
2


LỜI MỞ ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành cơng nghiệp điện
ln giữ một vai trị vô cùng quan trọng. ngày nay điện năng trở thành dạng năng
lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Khi xây dựng một khu
công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải
tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản
xuất và sinh hoạt cho khu vực đó.
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, nghành cơng nghiệp nước
ta đang ngày một khởi sắc, các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được
xây dựng. Gắn liền với các cơng trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế
và xây dựng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đó học
trên lớp,chúng em đó nhận được đề tài thiết kế đồ án mơn học:Thiết kế hệ
thống cung cấp điện cho tịa nhà chung cư 30 tầng.
Đồ án mơn học này đó giúp chúng em hiểu rõ thêm về công việc thiết kế
hệ thống cung cấp điện cho chung cư là rất quan trọng. Với sự hướng dẫn tận
tình của thầy Phạm Trung Hiếu chúng em đó hồn thành được đồ án mơn họ.

3


Mặc dù đã cố gắng rất nhiều song do hiểu biết cũng hạn chế nên bản đồ án này
không thể tránh khái những sai sót. Kính mong các thầy cơ giáo góp ý thêm cho
em để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỒN
KHU CHUNG CƯ
1.1 Giới thiệu chung:
Khu chung cư là nơi sinh sống của người dân, vì vậy việc cung cấp điện
an tồn và tin cậy sẽ góp phần vào việc nâng cao chất lượng phục vụ cuộc sống
cho các hộ dân.
Do đó, khi thiết kế phải tính tốn được tổng cơng suất tiêu thụ điện của
tồn khu chung cư, từ đó ta lựa chọn được dung lượng của máy biến áp, máy
phát điện và các thiết bị đóng cắt bảo vệ hợp lý. Trong công tác thiết kế cung cấp
điện việc đầu tiên của người thiết kế là phải thống kê các số liệu cần thiết để
phục vụ cho q trình tính tốn. Đối với khu chung cư ta khảo sát được các số
liệu có thể của từng phịng, từ đó ta xác định được phụ tải tính tốn của từng
tầng, phụ tải tính tốn của cả tịa nhà. Từ đó ta lựa chọn phương án cung cấp điện
hợp lý và lựa chọn công suất máy biến áp, tính tốn tiết diện dây dẫn cũng như
các thiết bị đó ng cắt bảo vệ sao cho đảm bảo kỹ thuật, an toàn, mỹ quan và tính
4


kinh tế. Sau đây, tiến hành thiết kế hệ thống cung cấp điện cho chung cư cao cấp
30 tầng.
Khu chung cư: bao gồm 30 tầng, trong đó có các tầng như:
+Tầng 1, gồm nhà để xe: diện tích 40x60m2, phịng máy bơm gồm có 2

máy, một máy chính 30kw, một máy dự phòng 15kw, phòng kỹ thuật
đặt các tủ điện lấy điện từ trạm biến áp vào và lấy điện từ một máy
phát dự phòng 320KVA
+Tầng 2 : siêu thị diện tích 50x70m2, cơng suất điều hịa 150kw
+Tầng 3- 30 là chung cư, một tầng có 10 căn hộ, mỗi căn hộ có 1 phịng
khách 18m2, 2 phịng ngủ 15m2, 1 phịng bếp 10m2, 2 phịng vệ sinh
6m2, cơng suất hành lang của tầng 5% công suất 1 tầng
+Thang máy gồm 2 buồng công suất 35kw
+Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 22kV bên ngồi tịa nhà, rãnh cáp
ngầm dẫn vào phòng kỹ thuật dài 160m.

Khi thiết kế cung cấp điện cho một cơng trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên
là xác định phụ tải điện của cơng trình đó. Tuỳ theo quy mơ của cơng trình mà
phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc cũng phải kể đến khả
năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa.
Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn hoặc dài
hạn.
Người thiết kế thường chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải
ngắn hạn, cũng về dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề lớn, rất phức tạp. Vì
vậy ta thường khơng quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương
hướng chính mà thôi.
Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của cơng trình ngay sau khi
cơng trình đi vào vận hành. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính tốn.
Phụ tải tính tốn được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ
thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn , các thiết bị đóng cắt, bảo vệ,...
5


tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung
lượng bù công suất phản kháng,... Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố

như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và
phương thức vận hành hệ thống... Nếu phụ tải tính tốn xác định được nhỏ hơn
phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự
cố, cháy nổ,... Ngược lại, nếu phụ tải tính tốn xác định được lớn hơn phụ tải
thực tế, thì các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu
tư, gia tăng tổn thất,... Cũng vì vậy đã có nhiều cơng trình nghiên cứu và
phương pháp xác định phụ tải tính tốn , song cho đến nay vẫn chưa có được
phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì
q phức tạp, khối lượng tính tốn và những thông tin ban đầu đũi hái quá lớn
và ngược lại, những phương pháp đơn giản, khối lượng tính tốn ít hơn thì chỉ
cho kết quả gần đãng. Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường được sử
dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính tốn khi quy hoạch và thiết kế các hệ
thống cung cấp điện.
Các phương pháp tính phụ tải dựng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện
như sau:
1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn:
1.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt và hệ số
nhu cầu:
Ptt = knc. Pđ
Trong đó:
knc- hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ - công suất đặt của thiết bị.
1.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dán g của đồ thị phụ tải
và cơng suất trung bình:
Ptt = khd. Ptb
6


Trong đó:
khd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật.

Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW).
t

∫ P(t)dt
0

Ptb =

t

=

A
t

1.2.3 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của
đồ thị phụ tải khái giá trị trung bình:
Ptt = Ptb±βσ
Trong đó :
Ptb - cơng suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW).
σ - độ lệch của đồ thị phụ tải khái giá trị trung bình.
β - hệ số tán xạ của σ.
1.2.4 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại:
Ptt = kmax. Ptb = kmax. ksd. Pđ
Trong đó:
Ptb - cơng suất trung bình của thiết bị hoặc những thiết bị, (kW).
kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ Kmax = f (nhq, ksd)
ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.
nhq - số thiết bị dựng điện hiệu quả.
Pđ - công suất đặt của thiết bị, (kW).

1.2.5 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị
sản phẩm:

Ptt =

a0M
Tmax

Trong đó:
7


a0 - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (kWh/đvsp).
M - số sản phẩm sản xuất được trong một năm.
Tmax - thêi gian sử dụng công suất lớn nhất, (h).
1.2.6. Phương pháp xác định PTTT theo suất chiếu sán g trên đơn vị diện
tích:
Ptt = p0.F
Trong đó:
p0 - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (W/m2).
F - diện tích bố trí thiết bị, (m2).
1.2.7 Phương pháp tính trực tiếp:
Trong các phương pháp trên, các phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đãng
tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp cũng lại được xây
dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết
quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính tốn lớn và phức tạp.
Tuỳ theo u cầu tính tốn và những thơng tin có thể có được về phụ tải,
người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thớch hợp để xác định PTTT.
Trong đồ án này với khu nhà chung cư, trên cơ sở mặt bằng kiến trúc, công

năng sử dụng của căn hộ, xác định được những thiết bị điện sử dụng trong tịa
nhà.
Với cơng trình nhà ở cao tầng có các cơng thức tính phụ tải:
a. Phụ tải tính tốn của tồn bộ các căn hộ trong nhà ở P CH tính theo cơng
thức:
PCH = Pch x n
Trong đó:
Pch: cơng suất phụ tải tính tốn (KW) cho mỗi căn hộ xác định theo
bảng 1.
8


n: số căn hộ trong ngôi nhà.
Bảng 1. Suất phụ tải tính tốn của căn hộ.
Đặc điểm căn hộ

Có bếp điện
Có các loại bếp khác

Suất phụ tải tính tốn (KW) khi số căn hộ
1 đến

5

10

20

30

40

60

100 trở lên

3
4

2,48

1,88

1,6

1,4

1,32

1,2

1,12

2,5

1,75

1,55

1,55

1,12

1,07

1,05

1,02

b. Phụ tải tính tốn cho nhà ở (gồm phụ tải tính tốn các căn hộ và các
thiết bị điện lực) PNO tính theo cơng thức:
PNO = PCH + 0,9PĐL
Trong đó:
PĐL: phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực trong nhà, (KW).
c. Phụ tải tính tốn của các thiết bị điện lực (KW) được tính như sau:
* Với các động cơ điện máy bơm, các thiết bị thơng gió, cấp nhiệt và các
thiết bị vệ sinh khác, lấy tổng công suất đặt tính với hệ số cơng suất bằng 0,8 và
hệ số yêu cầu như sau:
1 - khi số động cơ điện từ 1 đến 3
0,8 - khi số động cơ điện lớn hơn 3.
** Với các thang máy tính theo cơng thức:
P T = K c.

∑ nT .( Pni

Pv + Pgi

)

Trong đó:

PT: phụ tải tính tốn của các thang máy (KW)
nT: số lượng các thang máy.
Pni: công suất đặt của các động cơ điện của thang máy (KW).
Pgi: công suất lực húm điện từ của các khí cơ điều khiển và các đốn
điện trong thang máy.
Pv: hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lý lịch máy.
9


Kc: hệ số yêu cầu, với nhà ở xác định theo bảng 2, với cơng trình
cơng cộng theo các trị số sau đây:
Số thang máy đặt trong nhà
Từ 1 đến 2

Hệ số Kc
1

Từ 3 đến 4

0,9

Từ 4 trở lên

0,8÷0,6

Bảng 2: Hệ số yêu cầu với nhà có thang má:
Số tầng
6 đến 7
8-9
10 - 11

12 - 13
14 - 15

1

2

1
1
-

0,85
0,90
0,95
1
1

Hệ số yêu cầu khi số thang máy
3
4
5
6
7
8
0,70
0,75
0,80
0,85
0,97

0,55
0,65
0,70
0,73
0,85

0,55
0,60
0,63
0,65
0,75

0,45
0,55
0,56
0,58
0,70

0,45
0,50
0,52
0,55
0,66

0,42
0,45
0,48
0,50
0,60

9

10

0,40
0,42
0,45
0,47
0,58

0,38
0,40
0,42
0,44
0,56

*** Khi xác định phụ tải tính tốn khơng tính cơng suất của các động cơ
điện dự phịng, trừ trường hợp để chọn khí cụ bảo vệ và mặt cắt dây dẫn. Khi
xác định phụ tải tính tốn của các động cơ điện của thiết bị chữa cháy lấy hệ số
yêu cầu bằng 1 với số lượng động cơ bất kỳ.
d. Hệ số cơng suất tính toán lưới điện nhà ở lấy bằng 0,80 đến 0,85.
e. Khi thiết kế lưới điện nhóm chiếu sáng cơng trình cơng cộng như:
Khách sạn, ký túc xá, các phịng sử dụng chung cho ngôi nhà (gian cầu
thang, tầng hầm, tầng giáp mái, ...) cũng như các phịng khơng dựng để ở như
các cửa hàng, gian hàng, kho, xưởng, các xớ nghiệp dịch vụ phục vụ sinh hoạt
đêi sống, các phòng hành chính quản trị ... phải lấy phụ tải tính tốn theo tính
tốn kỹ thuật chiếu sáng với hệ số ucầu bằng 1.
f. Phụ tải tính tốn của lưới điện cung cấp cho các ổ cắm điện:

10

P0C (khi khơng có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện cho các ổ cắm
này) với mạng điện hai nhóm trở lên (nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm), tính theo
cơng thức sau:
P0C = 300.n (W)
Trong đó:
n: số lượng ổ cắm điện.
1.3 Xác định phụ tải tính tốn
1.3.1 Phụ tải tính tốn của tầng 1:
Mặt bằng tầng 1 bao gồm các chức năng như: Khu vực nhà để xe, phòng kỹ thuật
điện, phòng kỹ thuật nước.


Khu nhà để xe (diện tích 40x60=2400m2)

Dựa vào bảng 1.9 trang 230 sách giáo trình cung cấp điện của trường đại học
cơng nghiệp hà nội, ta có phụ tải trung bình của gara là p0 = 10 - 15 W/m2, và Ksd=
0,8.
Chọn P0=10W/m2, từ đây ta có thể tính tốn cơng suất tính toán của gara là :
PG=ksd.P0. F = 0,8.10.2400 = 19200 W = 19.2 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của gara là:
QG = PG. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QG = PG. tgϕ = 19.2. 0,75 = 14.4 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của gara là:
SG =


Phịng kĩ thuật điện: diện tích F = 6x 6,5 m2, P0 = 20, Ksd= 0,9.

- Công suất tính tốn của phịng kĩ thuật điện là:
PĐ=ksd.P0.F = 0,9.20.39 = 702 W = 0,72 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của phịng kĩ thuật điện là:
11


QĐ = PĐ. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QĐ = PĐ . tgϕ = 0,72.0,75 = 0,54 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của phịng kĩ thuật điện là:
SĐ =


Phịng kĩ thuật nước

- Cơng suất tính tốn tác dụng của hệ thống máy bơm là:
Trong tịa nhà có: một bơm chính có P = 30 kW và một bơm phụ có
P = 15 kW
PB = KNC. (PT1.n1 + PT2.n2)
Trong đó:
PT1, PT2: cơng suất đặt của máy bơm
KNC: hệ số nhu cầu (lấy KNC= 0,8)
n1, n2: số máy bơm
PB = 0,8. (30.1 + 15.1) = 36 (kW)
- Cơng suất tính tốn phản kháng của hệ thống máy bơm là :
QB = PB. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QB = PB. tgϕ = 36 . 0,75 = 27 KVAr
- Cơng suất tính tốn toàn phần của hệ thống máy bơm là :

SB =


Cả tầng 1
- Cơng suất tính tốn tác dụng của tầng 1 là:
PT1 = PG + PĐ + PB = 19,2 + 0,72 + 36= 55,92 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của tầng 1 là:
QT1 = PT1. tgϕ
12


Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QT1 = PT1. tgϕ = 55.92. 0,75 = 41,94 KVAr
- Công suất tính tốn tồn phần của tầng 1 là:
ST1 =

1.3.2 Phụ tải tính tốn của tầng 2:
Tầng 2 của tịa nhà là siêu thị bao gồm khu thương mại, dịch vụ, khu vực này
có diện tích 3500m2. Ngồi ra tầng này cũng có các phịng chức năng khác như:
phịng trực, phòng quản lý. Dựa vào bảng 1.6 trang 229 sách giáo trình cung cấp
điện của trường đại học cơng nghiệp hà nội, ta có phụ tải sinh hoạt trung bình siêu
thị là p0 = 20 - 27W/m2, và Ksd= 0,9.
Chọn P0 = 20 W/m2, từ đây ta có thể tính tốn cơng suất tính tốn chưa kể điều hịa
là:
PTT = ksd.p0.F = 0,9.20.3500 = 63000 W = 63 kW
Theo đầu bài ta có cơng suất điều hịa là 150 Kw, do vậy tổng cơng suất tính tốn
của tầng2 là: PT2 = 63 + 150 =213kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của tầng 2 là:
QT2 = PT2. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75

Vậy: QT2 = PT2. tgϕ = 213. 0,75 = 159,75 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của tầng 2 là:
ST2 =
1.3.3 Phụ tải tính toán cho tầng 3:
Từ tầng 3 đến tầng 30 của chung cư có mặt bằng giống nhau nên ta chỉ cần tính
điển hình tầng 3. Tầng 3 có 10 căn hộ, do đó để xác định được cơng suất tính toán
13


1 tầng, ta cần xác định được công suất của 1 căn hộ xong dựa vào đó ta có thể
tính được cơng suất tính tốn của tồn bộ 1 tầng và tồn bộ chung cư .
1.3.3.1 Phụ tải tính tốn của căn hộ
Theo đầu bài ta có diện tích của 1 căn hộ là: F = 18 + 2.15 + 10 + 2.6 = 70 m2
Dựa vào bảng 1.6 trang 229 sách giáo trình cung cấp điện của trường đại học cơng
nghiệp hà nội, ta có phụ tải sinh hoạt trung bình của căn hộ là p0 = 19 - 32 W/m2, và
Ksd= 0,8.
Chọn P0 = 25W/m2, Từ đây ta có thể tính tốn cơng suất tính tốn tác dụng là :

PCH=ksd.p0.F = 0,8.25.70 = 1400 W = 1,4 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của 1 căn hộ là:
QCH = PCH. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QCH = PCH. tgϕ= 1,4. 0,75 = 1,05 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của 1 căn hộ là:
SCH =

2
2
PCH
+ QCH

= 1,4 2 + 1,05 2 = 1,75KVA

1.3.3.2 Phụ tải tính tốn cho tầng 3:
Vì một tầng có 10 căn hộ nên
- Cơng suất tính tốn tác dụng của tầng 3 là:
PT3 =10.PCH.KNC
Với 10 căn hộ 1 tầng chọn KNC= 0,8
PT3 = 10.1,4.0,8 = 11,2 kW
- Công suất tính tốn phản kháng của tầng 3 là:
QT3 = PT3. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QT3 = PT3. tgϕ= 11,2. 0,75 = 8,4 KVAr
14


- Cơng suất tính tốn tồn phần của tầng 3 là:
ST3 =
1.3.4 Phụ tải tính tốn cho cả khu căn hộ
Từ tầng 3 đến tầng 30 của tịa nhà có cơng năng giống nhau nên tính tốn
cơng suất của tầng 3 chính là cơng suất điển hình của khu căn hộ.
- Cơng suất tính tốn tác dụng của phụ tải khu căn hộ là:
P∑CH= PT3-T30 = PT3.n.KNC
Trong đó :
PT3: Cơng suất tính tốn tác dụng của tầng 3 (kW)
n: số tầng (n= 28)
KNC: hệ số nhu cầu (KNC= 0,7)
PT3-T30 = 11,2. 28. 0,7 = 219,52 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của phụ tải khu căn hộ là:
QT3..T30 = PT3..T30. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75

Vậy: QT3..T30 = PT3..T30. tgϕ = 219,52. 0,75 = 164,64 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của phụ tải khu căn hộ là:
ST3..T20 =
1.3.5 Phụ tải chiếu sáng khu vực hành lang và cầu thang:


Theo đầu đề bài toán ta đã biết công suất chiếu sáng hành lang của tầng
bằng 5% của một tầng:
PHL3 = 0,05.11,2= 0,56 (kW)
- Công suất tính tốn phản kháng của hệ thống chiếu sáng hành lang tầng

3:
QHL3 = PHL3. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
15


Vậy: QHL3= 0,56. 0,75 = 0,42 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của hệ thống chiếu sán g hành lang tầng 3
là:
SHL3 =
- Hành lang từ tầng 3 -30 giống nhau lên ta có cơng suất tính tốn phụ tải
tính tốn của hanh lang của tồn bộ chung cư:
PHL = 28.0,56 = 15,68 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của hệ thống chiếu sán g hành lang:
QHL = PHL. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QHL = 15,68. 0,75 = 11,76 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của hệ thống chiếu sán g hành lang là:
SHL =



Phụ tải chiếu sáng cầu thang: ở chiếu nghỉ và sảnh thang đặt một bóng
downlight compact có cơng suất Pb = 20W/1bóng, tịa nhà có 2 cầu thang
bộ. Tổng số bóng đèn cần lắp đặt cho chiếu sáng cầu thang: n = 120
(bóng)
PCT = Pb . n = 20 . 120 = 2400 (W) = 2,4 (kW)
- Công suất tính tốn phản kháng của hệ thống chiếu sáng cầu thang là:
QCT = PCT. tgϕ

Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QCT = PCT . tgϕ = 2,4 . 0,75 = 1,8 KVAr
- Cơng suất tính tốn toàn phần của hệ thống chiếu sán g cầu thang là:
SCT = = =3KVA
1.3.6 Phụ tải tính tốn của thang máy :
*. Cơng suất tính tốn tác dụng của thang máy là:
16


PTM = PT.KNC.n
Trong đó :
PT: cơng suất đặt của 1 thang máy
KNC : hệ số nhu cầu(lấy KNC= 0,8)
n : số thang máy
PTM = 35.0,8.2 = 56 (kW)
- Công suất tính tốn phản kháng của thang máy là:
QTM = PTM. tgϕ
Tra tài liệu cung cấp điện ta có cosϕ = 0,8
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QTM = PTM . tgϕ = 56. 0,75 = 42 KVAr

- Cơng suất tính tốn tồn phần của thang máy là:
S

TM

= =KVA

1.4 Xác định phụ tải của tồn bộ chung cư:
Cơng suất tính tốn của chung cư là tổng cơng suất của phụ tải ưu tiên và không
ưu tiên.
- Công suất tính tốn tác dụng của chung cư là:
PCC = PT1 + PT2 + PT3...30 + PHL + PCT + PTM
= 55,92+213+219,52+15,68+2,4+56 = 562,52 kW
- Cơng suất tính tốn phản kháng của chung cư là:
QCC = PCC. tgϕ
Với cosϕ = 0,8 ta có tgϕ = 0,75
Vậy: QCC = PCC. tgϕ = 562,52. 0,75 = 421,89 KVAr
- Cơng suất tính tốn tồn phần của chung cư là:
SCC =
17


1.5 Dự báo phụ tải điện:
Chung cư là nơi sinh sống của những hộ dân có thu nhập vừa và ổn định, do đó
trong tương lai sẽ phát triển thêm phụ tải để phục vụ nhu cầu cuộc sống ngày càng cao.
Vì vậy ta phải tính thêm phụ tải dự phòng cho phát triển.
Lấy hệ số vượt trước K = 0,2
- Cơng suất dành cho dự phịng là:
Sdp = SCC.K = 703,15. 0,2 = 140,63 KVA
Vậy cơng suất tính tốn tồn phần có tính đến dự phịng của đơn chung cư là:

STTA = SCC + Sdp = 843,78 KVA

Chương 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
2.1 Các phương án cung cấp điện
Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc cơng trình ta có thể đưa ra nhiều phương án
cung cấp điện khác nhau. Nhưng ta nhận thấy một phương án cung cấp điện
được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu đặt ra sau đây:
- Vốn đầu tư xây dựng và phí tổn hàng năm thấp.
18


- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao.
- An toàn tiện lợi cho vận hành và sửa chữa.
Khi chúng ta cung cấp điện cho một khu nhà cao tầng thì phương án cung
cấp điện bao gồm những vấn đề chính sau:
- Cấp điện áp
- Sơ đồ tuyến dây
- Vị trí đặt trạm biến áp
Đó là những vấn đề hết sức quan trọng bởi vì xác định đúng đắn và hợp lý
những vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới vận hành, khai thác và phát huy hiệu
quả của hệ thống cung cấp điện. Vì vậy để xác định được phương án cung cấp
điện hợp lý nhất ta phải khảo sát toàn bộ mặt bằng thực địa của khu nhà cao
tầng, các dữ liệu liên quan đến công việc thi công sau này. Phải đưa ra các
phương án cung cấp điện để chúng ta tiện so sán h và đưa ra một phương án tối
ưu nhất để thi công.
- Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:
1. Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu; gần tâm phụ tải, thuận tiện
cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế.
2. Số lượng máy biến áp đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu
cầu cung cấp điện cho phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, chế độ làm việc

của phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và
thuận lợi cho vận hành. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy
biến áp, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp.
Dựa vào sơ đồ mặt bằng và công suất của khu nhà ta đưa ra các phương án
cung cấp điện sau:
- Phương án 1:
+ Đặt một trạm biến áp với 1 máy biến áp cấp cho toàn bộ khu nhà chung
cư. đồng thời máy phát điện dự phòng cũng được đặt tại vị trí này để thuận tiện
19


trong công tác vận hành. Ta sẽ chọn phương án này vì phương án này thoả mãn
các điều kiện như gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển lắp đặt, vận
hành, sửa chữa, khi có sự cố xảy ra tại 1 máy biến áp hoặc máy phát sẽ khơng
gây ảnh hưởng dễ sửa chữa.Vị trí đặt trạm biến áp sẽ gần tâm phụ tải và hợp lý
về mỹ quan.

- Phương án 2:
+ Lấy điện từ trạm biến áp rồi rẽ nhánh, mỗi nhánh có thể cấp điện cho 1 tầng
hay nhiều tầng, nếu cấp điện cho nhiều tầng bên trên sẽ được phân thành nhiều
nhánh. Sơ đồ được trình bầy như sau

20


2.2 Chọn phương án cung cấp điện
Với 2 phương án này, em xin chọn phương án 1 để cấp điện cho chung cư
cao tầng.
Ưu điểm của phương pháp này:
-

Các phụ tải có thể làm việc độc lập
Độ an tồn cao
Khi xẩy ra sự cố ở 1 phụ tải thì các phụ tải khác sẽ hoạt đụng sẽ hoạt

-

động bình thường khơng bị mất điện.
Nhược điểm:
Tốn nhiều dây dẫn
Khi bố trí và lắp đặt dây dẫn

CHƯƠNG 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀTHIẾT BỊ PHÂN PHỐI, BẢO VỆ
CHO TÒA NHÀ
3.1 Chọn máy biến áp
3.1.1 Chọn dung lượng máy biến áp và máy phát:
21


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 nhỏ nhất.
- Dung lượng máy biến áp cấp cho chung cư được chọn theo điều
kiện( trạm một máy):
SđmBA> Stt
Trong đó:
SđmBA là cơng suất định mức của máy biến áp.
Stt là cơng suất tính tốn của phụ tải cần cấp điện.
Tra bảng PL2.2 (Hệ thống cung cấp điện) ta chọn được máy biến áp có
cơng suất SđmBA = 750 KVA do CTY Thiết Bị Điện Đông Anh chế tạo do không
phải hiệu chỉnh nhiệt độ.
Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp.
Công suất KVA

Điện áp KV

∆P0 ,W

∆PN , W

UN, %

750

22/0,4

820

6590

4,5

22


- Dung lượng máy phát cấp cho phụ tải theo bài cho có S đm = 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 phòng đại diện, nhà khách chính phủ.)
* Trạm treo: Là kiểu trạm mà toàn 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 này có ưu điểm tiết kiệm đất đai nên thường được dựng cho các trạm công
cộng đô 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
23


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 phịng: - Phịng 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 phòng máy và các phòng 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
3.2.1 Chọn cáp 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:
24


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:
(A)
Với Sđm: Công suất định mức của máy biến áp cung cấp cho chung cư.
Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F = == 515.47(mm2)
Dựa vào điều kiện k. Icp> Ilv.max ta tra PL 4.28 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:

d, mm
F (mm2)

(1x300).5

Lõi
630

r0 Ω / km

Vỏ

Mkg/km

Min

Max

29.7

39.9

Icp A
ở 200c

6360

0.0283

1088

3.2.2 Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp đến tủ của các tầng
khu căn hộ:
* Tính chọn dây dẫn từ tủ phân phối đặt tại trạm biến áp tới tủ điện cấp cho tủ.
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 rúnh có
nhiều cáp, chọn K2 = 0,9.
Vậy tiết diện cáp được chọn theo điều kiện K2. Icp> Itt
Dịng điện tính tốn là:

25