Đồ án cung cấp điện cho một chung cư cao tầng

Đồ án cung cấp điện

LỜI MỞ ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước , nghành công nghiệp
điện luôn giữ một vai trò 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 công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá , nghành công nghiệp nước ta
đang ngày một khởi sắn,các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được
xây dựng.Gắn liền với các công 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 đã
học tại khoa Hệ Thống Điện - Trường Đại Học Điện Lực,tôi đã nhận được đề
tài thiết kế đồ án môn học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung
cư 12 tầng.
Đồ án môn học này đã giúp tôi hiểu rõ thêm về công việc thực tế của một
kĩ sư hệ thống điện,hay chính là công việc sau này của bản thân . Với sự
hướng dẫn tận tình của thầy Trần Quang Khánh tôi đã hoàn thành được đồ án
môn học .

Hà Nội ngày tháng 3 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Văn Minh
Nguyễn Đức Nhân
1
Đồ án cung cấp điện
Sinh viên: Nguyễn Văn Minh
Lớp: D3H8B
Tên đồ án: Đồ án cung cấp điện cho một chung cư cao tầng
Thời gian thực hiện:

ĐỀ BÀI
Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của
một thành phố lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có n
h
căn hộ, công suất tiêu
thụ mỗi hộ có diện tích 70m
2
là p
0
, kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng
là H = 3,7m.
Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà,
suất công suất chiếu sáng là p
ocs2
=0,03 W/m. Khoảng cách từ nguồn đấu điện
đến tường của tòa nhà là L, mét.
- Toàn bộ chung cư có n
tm
thang máy, công suất mỗi thang máy với hệ số
tiếp điện là
ε
=0,6;
cos 0,65ϕ =
- Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt; thoát nước; cứu hỏa; bể bơi.
Thời gian mất điện trung bình trong năm là t
f
=24 h; Suất thiệt hại do mất điện
là: g
th
=4500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm; Thời gian sử dụng công suất cực đại

là T
M
=4370h/năm; Hệ số chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng:
c
∆
=1000đ/kWh; Giá mua điện g
m
=500 đ/kWh; Giá bán điện g
b
=860đ/kWh.
Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện
Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng.
Alphabe
Số
tầng
L,m
Số hộ/tầng, n
h
ứng với diện
tích m
2
/hộ
Số lượng
và công
suất thang
máy,
kW
Số lượng và công suất máy bơm, kW
70
10

0
120 Nhỏ Lớn
Cấp nước sinh
hoạt
Thoát
Bể
bơi
Cứu
hỏa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
N
12 67 2 4 2 7,5 16
2x16+3x5,6+4x1,
2
2x5,5 2x4,5 20+16
Nguyễn Đức Nhân
2
Đồ án cung cấp điện
Nhiệm vụ thiết kế
I. Thuyết minh
1. Tính toán nhu cầu phụ tải
1.1 Phụ tải sinh hoạt
1.2 Phụ tải động lực
1.3 Phụ tải chiếu sáng
1.4 Tổng hợp phụ tải
2. Xác định sơ đồ cung cấp điện
2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
-Sơ đồ mạng điện bên ngoài
-Sơ đồ mạng điện trong nhà

3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn
3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp
3.2.Chọn tiết diện dây dẫn
4. Chọn thiết bị điện
4.1.Tính toán ngắn mạch
4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp
4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường
v.v.)
4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1.Tổn thất điện áp
5.2.Tổn thất công suất
5.3.Tổn thất điện năng
6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
7. Tính toán nối đất
8. Hoạch toán công trình
9. Phân tích kinh tế tài - chính
II. Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư
2. Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ
3. Sơ đồ mạng điện của một căn hộ
4. Sơ đồ nối đất
5. Các bảng số liệu tính toán
Nguyễn Đức Nhân
3
Đồ án cung cấp điện
Mục lục
ĐỀ BÀI 2

Nhiệm vụ thiết kế 3
Mục lục 4
A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 5
1.Giới thiệu chung 5
Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một tăng nhanh,các
công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất đô thị ngày càng bị thu
hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một khuynh hướng tất yếu để giải quyết gánh
nặng nhà ở cho người dân 5
2. Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện: 5
Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 12 tầng với đầy
đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự tiến hành dự án như sau: 5
B.THỰC HIỆN 7
I.THUYẾT MINH 7
1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 7
1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư 8
1.2 Xác định phụ tải động lực 11
2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 15
Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 16
2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA) 16
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) 17
3. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN
DÂY DẪN 22
3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 22
3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 31
4.CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 38
4.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp 38
4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp 41
4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối phía hạ áp 41
4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của động cơ 47
5. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 48

5.1 Tổn thất điện điện áp 48
5.2 Tổn thất công suất-tổn thất điện năng 49
6.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ 51
7.TÍNH TOÁN NỐI DẤT 55
8.HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 58
9. PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 61
II.BẢN VẼ 65
1-Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 65
2-Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 66
3-Sơ đồ mạng điện căn hộ 67
4-Sơ đồ nối đất 68
5-Bảng số liệu tính toán 68
Nguyễn Đức Nhân
4
Đồ án cung cấp điện
A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.Giới thiệu chung
Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một tăng
nhanh,các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất
đô thị ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một
khuynh hướng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho người dân.
2. Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần
tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ
thuật,vận hành an toàn và kinh tế.Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ
tiêu thụ luôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao.
Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nó
thoả mãn các yêu cầu sau:
 Tính khả thi cao
 Vốn đầu tư nhỏ

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ
tải
 Chi phí vận hành hang năm thấp
 Đảm bảo an toàn cho người dung và thiết bị.
 Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa
Đảm bảo chất lượng điện,nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏ
nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.
Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong
tương lai,giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan của công trình.
Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư 12
tầng với đầy đủ các tiêu chuẩn cho phép về kinh tế và kĩ thuật.Trình tự
tiến hành dự án như sau:
I.Thuyết minh
1.Tính toán nhu cầu phụ tải
1.1 Phụ tải sinh hoạt
1.2 Phụ tải động lực
1.3 Phụ tải chiếu sáng
1.4 Tổng hợp phụ tải
2Xác định sơ đồ cung cấp điện
Nguyễn Đức Nhân
5
Đồ án cung cấp điện
2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
-Sơ đồ mạng điện bên ngoài
-Sơ đồ mạng điện trong nhà
3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn
3.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp
3.2.Chọn tiết diện dây dẫn
4. Chọn thiết bị điện

4.1.Tính toán ngắn mạch
4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp
4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường
v.v.)
4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1.Tổn thất điện áp
5.2.Tổn thất công suất
5.3.Tổn thất điện năng
6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
7. Tính toán nối đất
8. Hoạch toán công trình
9. Phân tích kinh tế tài - chính
II.Bản vẽ
1.Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư
2.Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ
3.Sơ đồ mạng điện của một căn hộ
4.Sơ đồ nối đất
5.Các bảng số liệu tính toán
Nguyễn Đức Nhân
6
Đồ án cung cấp điện
B.THỰC HIỆN
I.THUYẾT MINH
1.TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI
Hình1.1 Sơ đồ mặt bằng của một tầng của chung cư
1-Tủ phân phối của tầng
M

1
-Căn hộ có diện tích 70 m
2
M
2
-Căn hộ có diện tích 100 m
2

M
3
-Căn hộ có diện tích 120 m
2
Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt
(bao gồm cả chiếu sang) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường chiếm
tỷ lệ phần lớn hơn so với phụ tải động lực.
Bảng 1.1 Số liệu thiết kế ban đầu
Nguyễn Đức Nhân
Alphabe
Số
tầng
L,m
Số hộ/tầng, n
h
ứng với diện
tích m
2
/hộ
Số lượng và
công suất thang
máy,

kW
70 100 120 Nhỏ Lớn
1 2 3 4 5 6 7
N 12 67 2 4 2 7,5 16
7
Đồ án cung cấp điện
Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm
→
Số
hộ/tầng là: n
h.t
= 2 + 4 + 2 = 8.
Tổng số căn hộ: N
hộ
= n
tầng
.n
h.t
= 12.8 = 96 hộ
1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư
Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại
t
0
= 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng:
P
1
=P
0
.[1+a(t-t
0

)]
Trong đó:
P
0
-phụ tải năm cơ sở t
0
;
a-suất tăng phụ tải hàng năm,
Phụ tải tính toán sẽ là phụ tải cực đại ở năm cuối của chu kỳ thiết kế.Suất phụ
tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như sau:
P
1
=1,83.[1+0,045.1]=1,9125 kW
Tính toán tương tự cho các năm khác,kết quả được ghi trong bảng sau :
Bảng 1.4Suất tăng phụ tải hàng năm
Stt P
0
a t P
0-i
1 1,83 0,045 1 1,91235
2 1,83 0,045 2 1,9947
3 1,83 0,045 3 2,077
4 1,83 0,045 4 2,1594
5 1,83 0,045 5 2,2417
6 1,83 0,045 6 2,3241
7 1,83 0,045 7 2,4065
Phụ tải sinh hoạt cua chung cư phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia
dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao,
loại trung bình và loại trang bị thấp. Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện
Nguyễn Đức Nhân

Số lượng và công suất máy bơm, kW
Cấp nước sinh hoạt Thoát
Bể
bơi
Cứu hỏa
8 9 10 11
2x16+3x5,6+4x1,2 2x5,5 2x4,5 20+16
8
Đồ án cung cấp điện
dùng trong nấu bếp thường chiếm tỷ trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia
đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ
yếu theo sự trang bị ở nhà bếp. Dưới góc độ này có thể phân loại căn hộ: dùng
bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp (vừa dùng
gas vừa dùng điện).
Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:
N
sh cc dt 0 i hi cc dt 0 1 h1 2 h2 3 h3
i 1
P k .k .P n .k k .k .P (n .k n .k n .k )
=
= = + +
∑
Trong đó:
P
0
- suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ,xác định theo bảng 10.pl
P
0
= 1,83 kW/hộ : suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình có sử dụng bếp gas;
N- số căn hộ có cùng diện tích;

n
i
- số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);
n
1
-số căn hộ 70 m
2
là 12.2 = 24 hộ;
n
2
-số căn hộ 100 m
2
là 12.4 = 48 hộ;
n
3
-số căn hộ 120 m
2
là 12.2 = 24 hộ;
k
hi
- hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn F
tc
tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m
2
quá tiêu chuẩn);
k
hi
= 1 + (F
i
– F

tc
).0,01
F
i
- diện tích căn hộ loại i, m
2
;
k
cc
- hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức
k
cc
= 1,05);
k
đt
- hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl;
Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành
của một thành phố lớn nên theo bảng 10.pl Suất phụ tải sinh hoạt thành phố,
kW/hộ ta có:
Bảng 10.pl ứng với nội thành thành phố lớn
Loại thành phố
Chỉ tiêu
m
2
/hộ
Suất phụ tải kW/hộ
có bếp gas có sử dụng bếp điện
Trung
bình
Trong đó

Trung
bình
Trong đó
Nội
thành
Ngoại
thành
Nội
thành
Ngoại
thành
Rất lớn 70 1,25 1,83 1,10 1,82 2,53 1,66
-Suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas là
P
0
= 1,83 kW/hộ
-Diện tích tiêu chuẩn: F
tc
= 70 m
2
Nguyễn Đức Nhân
9
Đồ án cung cấp điện
Tìm hệ số k
đt
:
Bảng 1.pl.Hệ số đồng thời của phụ tải phụ thuộc vào số hộ gia đình
Hộ có
bếp
Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số hộ gia đình

1 2 5 10 20 35 50 100 200 300 >400
Điện 1 0,79 0,61 0,52 0,46 0,42 0,40 0,37 0,35 0,33 0,33
Gas 1 0,72 0,55 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33 0,31 0,29 0,29

Áp dụng phương pháp nội suy lagrange như sau:
0 1
1 1
0 1
( ).( ) ( )
( ) ( ). .
( ).( ) ( )
n n
n
n i i i
i i
i i i n
x x x x x x
L x l x y y
x x x x x x
= =
− − −
= =
− − −
∑ ∑
K
đt
(96)

= (96 – 50).(0,33 – 0,35)/(100 – 50) + 0,35 = 0,3316
N

sh cc dt 0 i hi cc dt 0 1 h1 2 h2 3 h3
i 1
P k .k .P n .k k .k .P (n .k n .k n .k )
=
= = + +
∑
k
cc
= 1,05
k
đt
= 0,33
P
0
= 1,83 kW/hộ
n
1
= 24
n
2
= 48
n
3
= 24
Ứng với 70 m
2
thì có k
h
= 1
→

k
h1
= 1
→
k
h2
= 1 + (100 - 70).0,01 = 1,3
→
k
h3
= 1 + (120 - 70).0,01 = 1,5
⇒
P
sh
= 1,05.0,3316.1,83.(24.1+48.1,3+24.1,5) = 77,99 kW
Tính toán riêng cho mỗi tầng:
Hệ số đồng thời ứng với 8 hộ ta áp dụng nội suy lagrange :
K
đt
(8)

= (8 – 5).(0,47 – 0,55)/(10 – 5) + 0,55 = 0,502
Công suất tính toán của mỗi tầng.
P
tầng
= k
cc
.k
đt
.P

0.
.
N
i hi
i 1
n .k
=
∑
=
= 1,05.0,502.1,83.(2.1+4.1,3+2.1,5) = 9,935 kW;
Bảng 9.pl.Hệ số công suất của các hộ dung điện
Hộ tiêu thụ điện cos
φ
tg
φ
Nguyễn Đức Nhân
10
Đồ án cung cấp điện
Hộ gia đình có sử dụng bếp điện
Hộ gia đình dung bếp gas
Cac thiết bị động lực (máy bơm,quạt hút bụi,vv )
Thang máy
0,98
0,96
0,8
0,65
0,2
0,29
0,75
0,17

Theo bảng 9.pl ta có:
Hệ số công suất
sh
cosϕ
= 0,96 (
sh
tgϕ
= 0,29 )
Q
tầng
= P
tầng
.
sh
tgϕ
= 9,935.0,29 = 2,88kVAr;
1.2 Xác định phụ tải động lực
Phụ tải động lực trong các khu nhà chung cư bao gồm phụ tải của các
thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như máy bơm nước,thang máy, máy quạt,
thông thoáng….Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư
được xác định theo biểu thức:
P
đl
= k
nc.đl
(Р
tm
∑
. + P

vs.kt
)
Trong đó:
P
đl
- công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;
k
nc.đl
- hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;
tm
P
Σ
- công suất tính toán của các thang máy;
vs.kt
P
- công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật;
Công suất tính toán của trạm bơm:
Bảng 1.5.số liệu kỹ thuật bơm
STT Chức năng Số lượng Công suất (kW)
Tổng
1
Cấp nước sinh hoạt
2 16
53,6
3 5,6
4 1,2
2 Thoát 2 5,5
11
3 Bể bơi 2 4,5
9

4 Cứu hỏa 1 20
36
1 16
P
bơm
= k
nc
.
b
n
bom.i
1
P
∑
n
b
- tổng số bơm sử dụng
k
nc
: Hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật (bơm), được xác định theo
bảng 3.pl;
Tổng số máy bơm là 15, chia làm 4 nhóm;
Tiếp tục dùng nội suy lagrange ta có :
Nguyễn Đức Nhân
11
Đồ án cung cấp điện
K
ncl
(14)

= (14 – 10).(0,65 – 0,7)/(15 – 10) + 0,7 = 0,66
Bảng 1.6 Hệ số nhu cầu vệ sinh
Số lượng động cơ K
nc.vs
2 1
4 0,85
9 0,75
14 0,64
+ Nhóm 1. Cấp nước sinh hoạt(có 9 máy bơm):
P
bơm 1
= k
nc1
.
bom.i i
P .n
∑
= 0,75.(2.16+3.5,6+4.1,2) = 40,2 kW
+ Nhóm 2. Thoát nước(có 2 máy bơm):
P
bơm 2
= k
nc2
.
bom.i i
P .n
∑
= 1.2.5,5 = 11 kW
+ Nhóm 3. Bể bơi:
P

bơm 3
= k
nc3
.
bom.i i
P .n
∑
= 1.2.4,5 = 9 kW
+ Nhóm 4. Cứu hỏa:
P
bơm 4
= k
nc4
.
bom.i i
P .n
∑
= 1.(20 + 16) = 36 kW
Tổng hợp kết quả tính toán ta có bảng sau:
Bảng 1.7 Công suất cua bơm
Nhóm P
bơmi
, kW
Cấp nước sinh hoạt 40,2
Thoát nước 11
Bể bơi 9
Cứu hỏa 36
Tổng 96,2
Tổng hợp 4 nhóm này ta sẽ có phụ tải tính toán của trạm bơm:
Ta có số nhóm máy bơm là n = 4 vậy tra bảng 4.pl có k

nc
= 0,8
P
bơm
= k
nc
.
bom.i
P
∑
= 0,8.96,2 = 77 kW
Công suất tính toán của thang máy:
Công suất tính toán của thang máy được xác định theo biểu thức:
ct
i
n
tm nc.tm tm
1
P k P
Σ
=
∑
Trong đó:
k
nc.tm
- hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl;
n
ct
- số lượng thang máy;
Nguyễn Đức Nhân

12
Đồ án cung cấp điện
P
tmi
- công suất của thang máy thứ i,kW;
Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của
chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:
tm n.tm
P P
= ε
Trong đó:
P
n.tm
- công suất định mức của động cơ thang máy, kW;
ε
- hệ số tiếp điện của thang máy (chọn
ε
= 0,6);
Chung cư có 1 thang máy nhỏ và 1 thang máy lớn. Công suất định mức tương
ứng là: 7,5 và 16.
P
tm1
= 7,5.
0,6
= 5,809
P
tm4\2
= 16.
0,6
= 12,394

Công suất tính toán của thang máy:
P
tm
Σ
= k
nc.tm
.
Σ
P
tm.i
Trong đó:
k
nc.tm
: Xác định theo bảng 2.pl (phụ lục): ứng với 5 thang máy; nhà 12 tầng.
k
nc.tm
= 0,65
P
tm
Σ
=0,65.(19,365.2+5,809.3) = 36,50kW;
Phụ tải động lực:
Theo bảng 4.pl Giá trị hệ số nhu cầu phụ thuộc vào số nhóm tải. Ở đây chúng
ta có 2 nhóm tải, mạng hạ áp
→
k
nc.đl
= 0,9
P
đl

= k
nc.đl
(Р
tm
∑
. + P
vs.kt
) =k
nc.đl
.(P
tm
Σ
+ P
bơm
) =
= 0,9.(36,503 + 118,278) = 139,303 kW;
Tra bảng 9.pl ta có đối với các thiết bị động lực như: máy bơm, máy hút bụi…
thì cosφ = 0,8. Với thang máy cosφ = 0,65
bom tm
tb
bom tm
P .cos P .cos 118,278.0,8 36,503.0,65
cos 0,765
P P 118,278 36,503
ϕ + ϕ +
ϕ = = =
+ +
1.3 Phụ tải chiếu sáng
Chiếu sáng trong chung cư bao gồm chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng ngoài
trời.

Chiếu sáng trong nhà đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải sinh
hoạt, đã có nhân với hệ số k
cc
(lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt).
Chiếu sáng bên ngoài: Theo đề bài thiết kế chiếu sáng ngoài trời với tổng
chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là
p
ocs2
=0,03 kW/m.
P
cs
= p
ocs
.l
Trong đó:
+ p
0
là suất phụ tải chiếu sáng [W/m] (đã cho p
ocs2
=0,03 kW/m)
+ l Tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời.
l n.H.3 12.3,8.3 136,8= = =
[m]
Công suất cần cho chiếu sáng:
Nguyễn Đức Nhân
13
Đồ án cung cấp điện
P
cs
= 136,8.0,03 = 4,104 kW;

1.4 Tổng hợp phụ tải
Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh
hoạt được xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm động
lực được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu
sáng.
- Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương pháp
hệ số nhu cầu.
tt. nc tt.i
P k . P
Σ
= Σ
Trong đó:
K
nc
. Hệ số nhu cầu phụ thuộc vào số nhóm phụ tải (tra bảng 4.pl) rồi nội suy
lagrange ta có k
nc
= 0,85 (ứng với n = 3)
Nhóm Sinh hoạt (kW) Động lực (kW) Chiếu sáng (kW)
P
tt
77,99 139,303 4,104
tt.
P 0,85.(77,99 139,303 4,104) 188,187kW
Σ
= + + =
Công suất toàn phần của tòa nhà:
ch
ch
P

S
cos
=
ϕ
∑
, kVA;
Trong đó:
P
ch
-Phụ tải tính toán của tòa nhà;
cosϕ
∑
-hệ số công suất scủa phụ tải trong tòa nhà;
Với
sh sh dl dl cs cs
sh dl cs
P .cos P .cos P cos
cos
P P P
φ + φ + φ
ϕ =
∑
+ +
Các ký hiệu: sh-sinh hoạt; ct-cầu thang máy; vs- thiết bị vệ sinh kỹ thuật;
Hệ số công suất của phụ tải chung cư được xác định theo bảng 9.pl
+ Hộ gia đình dùng bếp gas hoặc bếp than:
cos
ϕ
=0,96
+ Các thiết bị động lực (máy bơm, quạt hút bụi ):

cos
ϕ
=0,765
+ Chiếu sáng ngoài trời:
cos
ϕ
=1
77,99.0,96 139,303.0,765 4,104 .1
cos 0,838
77,99 139,303 4,104
+ +
→ ϕ = =
∑
+ +
ch
ch
P 188,187
S 224,62
cos 0,838
→ = = =
ϕ
∑
, kVA;
Nguyễn Đức Nhân
14
Đồ án cung cấp điện
tt
Q P .tg 188,187.0,651 122,51= ϕ = =
∑
kVAr;

Nhận xét:Từ kết quả tính toán ta thấy công suất của phụ tải dộng lực lớn hơn
rất nhiều so với phụ tải chiếu sáng và phụ tải sinh hoạt.Hệ số công suất của
phụ tải động lực nhỏ nhất vì chúng tiêu thụ một lượng công suất phản kháng
lớn.Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ.
2. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN
Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng
Nguyễn Đức Nhân
15
Đồ án cung cấp điện
Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12
1-cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau;2-cơ cấu chuyển mạch;3-áptomat tổng;4-đường dây cung cấp điện
cho căn hộ;5-điểm đấu dây của các thiết bị dịch vụ chung;6-đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và
chiếu sáng cầu thang;7-đường dây cung cấp chomạng điên bên ngoài;8-đường dây cung cấp cho mạng điện
chiếu sáng ki thuật tâng hầm và kho;9-đuòng dây cung câpcho các thiết bị động lực,thang máy;10-công tơ
điện năng tác dụng;11-cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố;12-tủ phân phối tầng;13-dương trục
đứng;14-cầu dao;15-công tơ;16-aptốmat mạch điên căn hộ;17-áptomat đường trục đứng;18-đèn hiệu;19-cơ
cấu chuyển mạch;20-tụ chống nhiễu;21-mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang;22-tế bào quang điện;23-
role thời gian;24-bảng điện chiếu sáng
2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA)
Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở bên
ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên
trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân. Trạm biến áp cũng có thể
đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà. Phương án đặt trạm biến áp
ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu ý
Nguyễn Đức Nhân
16
Đồ án cung cấp điện
đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm. Nhìn chung, để
chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần
phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan.

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được
cách âm tốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho
phép trong công trình công cộng 20 TCN 175 1990. Trạm phải có tường ngăn
cháy cách li với phòng kề sát và phải có lối ra trực tiếp. Trong trạm có thể đặt
máy biến áp (MBA) có hệ thống làm mát bất kì.
Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm. Vì những lý do sau:
+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ.
+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người
+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra.
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
Phương án A
A.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài
Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân
phối đầu vào của tòa nhà. Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các
thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm. Sơ đồ mạch điện của tủ phân
phối phụ thuộc vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện
của cửa hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ
tin cậy cung cấp điện. Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có
một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối.
Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao trung bình (khoảng 9
÷
16 tầng)
có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh.
Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:
+ Độ tin cậy
+ Tính kinh tế
+ An toàn
Nguyễn Đức Nhân
17
Đồ án cung cấp điện

Hình 2.3.Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng
1,2-đường dây cung cấp chính
3,4-tủ phân phối cơ cấu chuyển mạch
Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng
để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầu
thang, chiếu sáng bên ngoài ), còn đường dây kia để cung cấp điện cho các
thang máy, thiết bị cứu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác. Khi xảy ra
sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ được
chuyển sang mạch của đường dây lành với sự trợ giúp của cơ cấu chuyển
mạch, đặt ngay tại tủ phân phối đầu vào tòa nhà. Như vậy cung cấp phải được
lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố.
A.2 Sơ đồ mạng điện trong nhà
Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực
hiện với các đường trục đứng. Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặt
các đường trục đứng
Nguyễn Đức Nhân
18
Đồ án cung cấp điện
Hình 2.4Sơ đồ trục đứng cung cấp
điện căn hộ qua tầng
Nguyễn Đức Nhân
19
Đồ án cung cấp điện
Phương án B
B.1 Sơ đồ mạng điện bên ngoài
Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho
cả chung cư, động lực và chiếu sáng. Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là
tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung
cấp điện liên tục. Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A
Hình 2.5 Sơ đồ cung cấp điện ngoài trời cho toà nhà 12 tầng

1,2,3 -đường dây cung cấp chính
4,5,6-tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch

Nguyễn Đức Nhân
20
Đồ án cung cấp điện
B.2 Sơ đồ mạng điện bên trong

Hình 2.6 Sơ đồ trục nhất cung cấp điện cho 4 tầng trên,trục thứ 2cung cấp
điện cho 8 tầng phía dưới
Nhận xét:Có rât nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư nhưng tôi
quyết định đưa ra hai phương án trên vì đây là toà nhà có độ cao trung bình
Nguyễn Đức Nhân
21
Đồ án cung cấp điện
nếu sử dụng phương án sơ dồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố
xảy ra
3. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ
CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
3.1 Chọn tiết diện dây dẫn
Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự
phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi
có sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên
đầu vào của các hộ tiêu thụ; Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang
máy được xây dựng độc lập với nhau. Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự
động đóng ngắt theo chương trình xác định.
Lựa chọn phương án đi dây cung cấp điện cho tòa nhà
( dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp)
Ta tiến hành so sánh giữa ba phương án:
+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 35 kV

+ Phương án 2 dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV
+ Phương án 3 dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV
Trước hết ta xác định giá trị dòng điện chạy trên đường dây theo các
phương án:
35
188,187
3,104
3. 3.35
tt
P
I A
U
Σ
= = =
Ứng với giá trị dòng điện I
35
= 3,909 A theo biều đồ kinh tế của đường dây 35
kV ta xác định được mã hiệu của dây dẫn là AC.35 ứng với suất chi phí quy
dẫn là Z
01
= 47.10
6
đ/km
Xác định các hệ số:
A
1
= (U
1
-U
2

)( U
1
-U
3
) = (35-22).(35-10) = 325
A
1
= (U
2
-U
1
)( U
2
-U
3
) = (22-35).(22-10) = -156
A
1
= (U
3
-U
1
)( U
3
-U
2
) = (10-35).(10-22) = 300
Xác định hệ số Z
*
1

= Z
01
/ A
1
= 47.10
6
/325 = 0,145. 10
6
Tương tự ta có bảng tính toán 3.1
Phương án I, A F, mm
2
Z
0i
, 10
6
đ/km A
i
Z
*
i
35 3,909 35 46 325 0,141
22 4,938 35 46,5 -156 -0,298
10 10,865 35 47 300 0,1566
Giá trị điện áp tối ưu:
U
kt
=
* * *
1 2 3 2 1 3 3 1 2
* * *

1 2 3
.( ) ( ) ( )
2.( )
Z U U Z U U Z U U
Z Z Z
+ + + + +
+ +
Nguyễn Đức Nhân
22
Đồ án cung cấp điện
U
kt
=
0,14.(22 10) 0, 298.(35 10) 0,1566.(35 22)
17,5
2.(0,141 0,298 0,1566)
+ − + + +
=
− +
kV
Vì điện áp U
kt
=17,5kV nằm giũa với cấp điện áp chuẩn là 22kV và 10kV nên
ta chọn hai cấp điện áp này
3.1.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối
Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòng
thông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn
chính từ máy biến áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại.
Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các
tầng. Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng. Ngoài ra nó

còn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang
máy, hệ thống bơm…
Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l
1
= 20 m, trong tổng số hao tổn
điện áp cho phép 5,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:
- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng.
cf1
U 3%
∆ =
- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng.
cf 2
U 125%∆ =
- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình.
cf 3
U 1,25%∆ =
Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện
2
54m.mm /γ = Ω
Sơ bộ chọn
0
x 0,1 / km= Ω
xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng
0 1
x1
2 2
Q .x .l 122,51.0,1.20
U % .100 .100 0,169%
U 380
Σ

∆ = = =
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng
r1 cp1 x1
U % U % U % 3 0,169 2,831%∆ = ∆ − ∆ = − =
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho tủ phân phối tổng được xác
định theo biểu thức
5 5
2
1
1
2 2
r1
P .l .10 188,187.20.10
F 24,05mm
. U %.U 54.2,831.380
Σ
= = =
γ ∆
Ta chọn cáp vặn xoắn tiết diện 25mm
2
cách điện XLPE vỏ PVC của hãng
FURUKAWA (Nhật) chế tạo có r
01
= 0,8
/ kmΩ
và x
01
=0,06
/ kmΩ
Hao tổn điện áp thực tế

01 01
1 1
2 2
P .r Q .x 188,187.0,8 122,51.0,06
U .l .100 .20.100 2,187% 3%
U 380
Σ Σ
+ +
∆ = = = <
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp
Nguyễn Đức Nhân
23
Đồ án cung cấp điện
3.1.2 Chọn dây dẫn đến các tầng
Có thể thực hiện theo 2 phương án: phương án 1 –sơ đồ hai trục đứng cung
cấp điện cho cac căn hộ qua tầng; phương án 2 – sơ đồ hai trục đứng trục thứ
nhất cung cấp điện cho 4 tầng bên trên,trục thứ hai cung cấp điện cho 8 tầng
dưới
a-Phương án 1
Hình 3.1Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 1
Vì sơ đồ gồm 2 trục ta tính toán như sau:
+Đối với trục thứ nhất
11
l 3,8.11 41,8= =
m
Công suất phản kháng của từng tầng: Q
tầng
= 22,617 kVAr; (theo 1.1)
Thành phần của hao tổn điện áp:
∆U

x11
%=
sh 0 11
2 2
Q .x .l 22,617.0,1.41,8
.100 .100 0,177%
2U 2.380
= =
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:
∆U
r11
% =∆U
cp11
- ∆U
x11
% = 1,25-0,177 =1,07%
Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầng là:

5
12
5
sh
2
12
2 2
r2
l
P . .10
77,99.41,8.10
2

F 19,5 mm
. U .U 2.54.1,07.380
= = =
γ ∆
Ta chọn cáp hạ áp XLPE-25 có r
0
=0,74, x
0
=0,066
Hao tổn thực tế:
11
2
77,99.0,74 22,617.0,066
U .41,8.100 0,053% 1,25%
380
+
∆ = = <
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.
+Đối với trục thứ hai
12
l 3,8.12 45,6= =
m
Thành phần của hao tổn điện áp:
Nguyễn Đức Nhân
24
Đồ án cung cấp điện
∆U
x12
%=
sh 0 12

2 2
Q .x .l 22,617.0,1.45,6
.100 .100 0,193
2U 2.380
= =
%
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:
∆U
r12
% =∆U
cp2
- ∆U
x2
% = 1,25-0,193 =1,056%
Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầng là:

5
12
5
sh
2
12
2 2
r2
l
P . .10
77,99.45,6.10
2
F 21,5 mm
. U .U 2.54.1,056.380

= = =
γ ∆
Ta chọn cáp hạ áp XLPE-25 có tiết diện 25mm
2
có r
01
= 0,74và x
01
=0,066
/ kmΩ
Hao tổn thực tế:
12
2
77,99.0,37 22,617.0,063
U .45,6.100 1,12% 1,25%
380
+
∆ = = <
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.
Tổng tổn thất điện áp thực tế của phương án này là
U
1
=U
11
+U
12
=1,04+1,12=2,16%<2,5%
Thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp
b)Phương án 2
Hình 3.2Sơ đồ đường dây lên các tầng phương án 2

Vì sơ đồ gồm 2 trục ta tính toán như sau:
+Đối với trục thứ nhất
21
l 3,8.12 45,6= =
m
Công suất phản kháng của từng tầng: Q
tầng
= 22,617kVAr; (theo 1.1)
Thành phần của hao tổn điện áp:
∆U
x21
%=
sh 0 21
2 2
Q .x .l 22,617.0,1.45,6
.100 .100 0,035
2U 2.380
= =
%
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:
∆U
r21
% =∆U
cp21
- ∆U
x21
% = 1,25-0,035 =1,215%
Nguyễn Đức Nhân
25