Đồ án cung cấp điện tòa nhà c3

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI: Thiết kế cung cấp điện cho nhà C3 Trường
Đại học Hàng hải Việt Nam

LỜI NÓI ĐẦU


Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội lồi người,
cũng như trong q trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên
con đường cơng nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước. Vì thế, việc thiết kế và
cung cấp điện là một vấn đề hết sức quang trọng và không thể thiếu đối với
ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh
vực nói riêng.
Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được nhựng thành tựu to lớn
trong phát triển kinh tế xã hội. Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt
động thương mại, dịch vụ, ... gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản
xuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng
nhanh trong những năm tới. Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ
những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải
tạo sữa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là
quan trọng.
Nhằm giúp sinh viên cũng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế
cụ thể. Nay em được làm đồ án cung cấp điện vơi nhiệm vụ là “ Thiết kế cung
cấp điện cho nhà C3 Trường Đại học Hàng hải Việt Nam”.
Chúng em làm đồ án này dưới sự hướng dẫn của cô Phạm Thị Hồng Anh.
Do trình độ kiến thức cịn nhiều hạn chế nên có đơi phần thiếu sót. Chúng em
rất mong sự đóng góp ý kiến, phê bình và sữa chữa từ cơ và các bạn để chúng
em hoàn thành tốt hơn đồ án của mình.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................2
CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN.......................................................5
1.1. Xác định phụ tải tính tốn nhà C3..............................................................5
1.1.1. Xác định phụ tải tính tốn của phịng 4 người....................................5
1.1.2. Xác định phụ tải tính tốn của phịng 6 người:...................................5
1.1.3. Xác định phụ tải tính tốn văn phịng quản lí......................................6
1.2. Tổng hợp phụ tải của tồn khu nhà............................................................7
1.2.1. Tổng cơng suất định mức của tầng 1A................................................7
1.2.2. Tổng cơng suất tác dụng tính tốn của tầng 1A:.................................8
1.2.3. Tổng cơng suất tác dụng tính tốn của tầng 1B:.................................8
1.2.4. Tổng cơng suất định mức của tầng 1:..................................................9
1.2.5. Tổng công suất định mức của tầng 2 trở đi :.......................................9
1.3. Tổng công suất định mức của cả khu nhà:.................................................9
CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN................................12
2.1. Xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà.................................................12
2.2. Lựa chọn MBA cho tòa nhà C3................................................................12
2.3. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện................................................................14
2.4. Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà...............14
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VỀ ĐIỆN..............................................................16
3.1. Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp....................................................................16
3.1.1. Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng.....................16
3.1.2. Lựa chọn dây dẫn các tầng................................................................17
3.2. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp.........19
3.2.1. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ trạm biến áp về tủ
điện thổng....................................................................................................19
3.2.2. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ tủ điện tổng về tủ điện
các tầng........................................................................................................21
3.3. Tính tốn ngắn mạch................................................................................26

3.4. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị....................................................................27


3.4.1. Chọn aptomat tổng............................................................................27
3.4.2. Chọn aptomat cho từng tầng.............................................................27
3.4.3. Chọn aptomat cho phịng...................................................................28
3.4.4. Dao cách ly.......................................................................................28
3.4.5. Lựa chọn cầu chì...............................................................................29
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT..............................30
4.1. Chống sét trực tiếp...................................................................................30
4.2. Các bước tính tốn nối đất chống sét.......................................................31
4.3. Các bước tính tốn nối đất làm việc:........................................................32
KẾT LUẬN........................................................................................................34
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................35


CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN
1.1. Xác định phụ tải tính tốn nhà C3
Nhà kí túc xa C3 được chia làm 5 tầng, mỗi tầng được chia làm 2 khu A và B.
Mỗi khu có 6 phịng. Có 3 loại phòng: phòng 4 người, phòng 6 người và 1
phòng quản lý. Phụ tải tính tốn của các phịng như sau:
1.1.1. Xác định phụ tải tính tốn của phịng 4 người
Bảng 1: Phụ tải của phịng 4 người
Thiết bị
Bình nóng lạnh
Điều hịa
Đèn trần
Đèn bàn
Sạc điện thoại
Sạc laptop

Quạt

Phịng 4 người
1
1
3
4
4
4
4

Cơng suất(kw)
2,5
0,95
0,018
0,003
0,012
0,09
0,035

suy ra

1.1.2. Xác định phụ tải tính tốn của phịng 6 người:
Bảng 2: Phụ tải của phịng 6 người
Thiết bị
Bình nóng lạnh
Điều hịa
Đèn trần
Đèn bàn

Phịng 4 người
1
1
3
6

Cơng suất(kw)
2,5
0,95
0,018
0,003


Sạc điện thoại
Sạc laptop
Quạt

6
6
6

0,012
0,09
0,035

suy ra

1.1.3. Xác định phụ tải tính tốn văn phịng quản lí

Bảng 1: Phụ tải của phịng quản lí

Thiết bị
Bình nóng lạnh
Điều hịa
Đèn trần
Đèn bàn
Sạc điện thoại
Sạc laptop
Quạt
Máy tính để bàn
Máy in

Phịng 4 người
1
1
2
1
1
0
2
1
1

Cơng suất(kw)
2,5
0,95
0,018
0,003
0,012
0,09
0,035

0,3
0.4


suy ra

1.2. Tổng hợp phụ tải của toàn khu nhà
1.2.1. Tổng công suất định mức của tầng 1A
Gồm : 3 phòng 4 người, 2 phòng 6 người, 1 phòng quản lí

suy ra
1.2.2. Tổng cơng suất tác dụng tính tốn của tầng 1A:

1.2.3. Tổng cơng suất tác dụng tính tốn của tầng 1B:


1.2.4. Tổng công suất định mức của tầng 1:
Ptầng 1 = + = 50,02 (kw)

1.2.5. Tổng công suất định mức của tầng 2 trở đi :
Ptầng 2 = = 49,74 (kw)

1.3. Tổng công suất định mức của cả khu nhà:


1.4 Sơ đồ mặt bằng của tịa nhà

hình 1 Sơ đồ mặt bằng tầng 1 và 2

hình 1. 1Sơ đồ mặt bằng tầng 3 và 4

hình 1. 2 Sơ đồ mặt bằng tầng 5


CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN
2.1. Xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà

Hình 2.1: Vị trí của trạm biến áp

2.2. Lựa chọn MBA cho tòa nhà C3
Nguồn điện cấp cho tòa nhà C3 thuộc loại phụ tải 3 nên ta sử dụng 1 trạm
biến áp: Sđm ≥Stt. Trong đó:
- Sđm: Cơng suất định mức của máy biến áp, nhà sản xuất tạo ra
- Stt: Cơng suất tính tốn, là cơng suất u cầu lớn nhất của phụ tải mà
người thiết kế cần tính tốn cho nhà C3 nhằm lựa chọn máy biến áp và
các thiết bị điện khác
Theo như tính tốn thiết kệ ta có S tt = ) nên sử dụng mạng lưới điện được
cấp từ MBA công suất định mức 250(KVA) – 22/0.4kV do công ty Tedco Group
thi công
Thông số kỹ thuật cơ bản:


- Kiểu làm mát: ONAN
- Công suất: 250 kVA
- Điện áp: 22 ± 2x2,5% / 0,4kV
- Tần số: 50Hz
- Tổ đấu dây: Dyn-11
- Vật liệu chế tạo cuộn dây (cuộn cao và hạ): đồng
- Tổn hao không tải Po ≤ 340W

- Tổn hao ngắn mạch ở 75°C: Pk≤2.600W
- Điện áp ngắn mạch Uk% = 4÷6%
Đặc điểm kỹ thuật
- Tiêu chuẩn chế tạo: IEC 76; TCVN 1984: 1994; TCVN 1985: 1994 (đáp
ứng theo quyết định 2608/QĐ-EVN SPC ngày 3/9/2015 của Tổng cơng ty
Điện Lực Miền Nam)
- Sử dụng: trong nhà, ngồi trời;
- Làm nguội bằng khơng khí và dầu tuần hồn tự nhiên

Hình 2.2: Hình ảnh thực tế trạm biến áp


2.3. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà C3

2.4. Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà

Hình 2.4: Sơ đồ phụ tải từ máy biến áp về tủ điện tổng


U= 380V
Ucp =5% Uđm
D= 476mm
Uđm = 380V = chọn x0 = 0,07 ()
U”= = = 1,37 (V)
U’ = Ucp - U” = 5%Uđm - U” = 5% . 380 – 1,37 =17,63 (V)
=> Ftt = = = 28,04 (mm2)
* Tra bảng 2.36/ 645 tìm được Ftc ≥ Ftt =28,04 mm2 Chọn cáp M35 => r0 =0,57
X0= 0,06 ( Ω/km)

Tổn thất điện áp U = =
Vậy với U =16,12< Ucp= 5% Uđm =19V phù hợp với yêu cầu


CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VỀ ĐIỆN
3.1. Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp
3.1.1. Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng.

Hình 3.1: Sơ đồ phụ tải tủ điện tổng đến tủ điện các tầng

U= 380V
Ucp =5% Uđm
đồng = 0.053 Km/Ωmm2
Ta có Uđm =380V  chọn X0=0.25 (Ω/km)
U” =
=
=1,47V
U’=UCP - U” = 5%Uđm - U = 5%.380-1.47 = 17,53V
Ftt=
= = 8,4 (mm2)
Tra bảng 2,33/644 sách Cung cấp điện => Ftc>=Ftt=8,4 mm2
Chọn dây M =10 => r0 =2; x0=0,07
Tổn thất điện áp


U = = =16,02 (V)
Vậy với U 16,02< Ucp= 5% Uđm =19V lựa chọn dây dẫn phù hợp với yêu cầu

3.1.2. Lựa chọn dây dẫn các tầng
Chọn tầng 1 là phịng có cơng suất lớn nhất, lấy dây dẫn của tầng 1 để áp dụng

cho cả tầng 2,3,4,5.
Phòng

Ptt(KW)

Qtt(KVAR)

P101A

3,25

2,43

P102A

3,47

2,6

P103A

3,47

2,6

P104A

3,25

2,43

P105A

3,25

2,43

P106A

3,25

2,43

P101B

3,47

2,6

P102B

3,47

2,6

P103B

3,25

2,43

P104B

3,25

2,43

P105B

3,25

2,43

PQL

3,41

2,56

- Tầng 1A (P101A đến P106A)


Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và
Tính

và Udm=380V

= = 0.065 (V)

= 19 – 0.065 = 18.93 (V)

= 0.54 mm2
Ta chọn dây có Ftc ≥ Ftt
Tra bảng 2-36 sách [CCĐ] trang 645
Ta chọn dây đồng có tiết diện 2.5 mm2 có r0 = 8 (Ω/Km) và x0 = 0,09 (Ω/Km)
- Tầng 1B (P101B đến PQL)

Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và
Tính

= = 0.065 (V)

= 19 – 0.03 = 18.93 (V)

và Udm=380V


= 0.54 mm2
Ta chọn dây có Ftc ≥ Ftt
Tra bảng 2-36 sách [CCĐ] trang 645
Ta chọn dây đồng có tiết diện 2.5 mm2 có r0 = 8 (Ω/Km) và x0 = 0,09 (Ω/Km)
- Tính lại
= = 3.74 (V)
≤ = 19 V
Vậy chọn dây dẫn như vậy là hợp lí
3.2. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp
3.2.1. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ trạm biến áp về tủ điện
thổng

Tra bảng 2.36/645, tài liệu [CCĐ], có dây dẫn đồng thiết diện 35 mm2 đặt trong
cáp có r0=0.57 (Ω/km); x0= 0.06 (Ω/km)

 Tổn hao điện áp:

=
= 10,12 (V)
%

 Tổn hao điện cơng suất:
- Tính tổn hao cơng suất tác dụng

=
= 7209,67 (W)
- Tính tổn hao cơng suất phản kháng

=
= 758,91 (VAR)
- Tính tổn hao cơng suất tồn phần

= = 7249,5 (VA)


3.2.2. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ tủ điện tổng về tủ điện các
tầng
Tra bảng 2.36/645, tài liệu [CCĐ], có dây dẫn đồng thiết diện 10 mm2 có r0=2,0
(Ω/km); x0= 0,07 (Ω/km)
3.2.2.1. Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 1:

 Tổn hao điện áp

= 1,08 (V)
Suy ra
 Tổn hao cơng suất (tính theo tổng cơng suất trên từng đoạn dây)
Tính tổn hao cơng suất tác dụng
= 2 = 173,32 (W)
Tính tổn hao cơng suất phản kháng
=

0,07 = 6,06 (VAR)

Tính tổn hao cơng suất toàn phần
== 173,42 (VA)


3.2.2.2. Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 2:

 Tổn hao điện áp

= 1,5 (V)
Suy ra
 Tổn hao cơng suất
Tính tổn hao cơng suất tác dụng
= 2 = 239,8 (W)
Tính tổn hao cơng suất phản kháng

=

0,07 = 8,39 (VAR)

Tính tổn hao cơng suất tồn phần

== 239,94(VA)


3.2.2.3.Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 3:

 Tổn hao điện áp

= 1,93 (V)
Suy ra
 Tổn hao công suất
Tính tổn hao cơng suất tác dụng

= 2 = 308,35 (W)
Tính tổn hao cơng suất phản kháng

=

0,07 = 10,8 (VAR)

Tính tổn hao cơng suất tồn phần
== 308,53(VA)


3.2.2.4. Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 4:

 Tổn hao điện áp

= 2,36 (V)
Suy ra
 Tổn hao cơng suất

Tính tổn hao cơng suất tác dụng

= 2 = 376,87 (W)
Tính tổn hao cơng suất phản kháng

=

0,07 = 13,2 (VAR)

Tính tổn hao cơng suất tồn phần
== 377,1(VA)


3.2.2.5. Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 5:

 Tổn hao điện áp

= 2,79 (V)
Suy ra
 Tổn hao cơng suất
Tính tổn hao cơng suất tác dụng

= 2 = 445,4 (W)
Tính tổn hao cơng suất phản kháng

=

0,07 = 15,58 (VAR)

Tính tổn hao cơng suất tồn phần

== 445,67(VA)


3.3. Tính tốn ngắn mạch
Tính tốn ngắn mạch phía cao áp

Theo khảo sát thực tế, dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp có chiều dài l = 50
(m), điện trở r0 = 0,57 (Ω/km), điện kháng x0 = 0,06 (Ω/km).
- Công suất của máy cắt đầu nguồn tại điểm đấu điện:
SN= 250 (MVA)
- Điện kháng của hệ thống:
XHT = = =1,936 (Ω)
- Tổng trở đường dây:
Zđd = Rđd + j.Xđd = r0.l + j.x0.l = 0,0285 + j.0,003(Ω)
- Tổng trở từ điểm ngắn mạch ở cuối đường dây trung áp về nguồn:
Z = = = 1,936 (Ω)
- Dòng điện ngắn mạch ổn định:
IN = = = 6,56 (kA)
- Dòng điện ngắn mạch xung kích:
ixk = 1,8 . IN = 1,8 . 6,56 = 16,7 (kA)