đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho cao ốc, chương 8 pdf

CHƯƠNG 8
NGUỒN DỰ PHÒNG
4.1 MÁY PHÁT DỰ PHÒNG
Các phụ tải cần được cung cấp điện từ máy phát dự
phòng của tòa nhà Citilight Tower là:
- Nhóm 1 (tủ điện tầng 1 –> 14 + thang máy số 1)
217.87 KVA.
- Nhóm 3 (hệ thống bơm, quạt, tủ điện tầng hầm, tầng
mái) 175.84 KVA
- Hệ thống điều hòa không khí 242.16 KVA
 Tổng công suất mà máy phát dự phòng phải cung cấp
cho tòa nhà là:
636 KVA.
Cụ thể như sau:
- Vì đây là tòa nhà văn phòng – thương mại cao cấp nên
hệ thống chiếu sáng đòi hỏi phải được đảm bảo liên tục.
Mặt khác phụ tải chiếu sáng, hệ thống cấp nguồn cho
mạng, điện thoại, ổ cắm của toàn bộ tòa nhà tiêu thụ một
lượng công suất không cao 175.78 KVA. Chính vì vậy ta
quyết đònh cung cấp điện cho toàn bộ cho toàn bộ hệ
thống này từ máy phát dự phòng trong trường hợp lưới
điện quốc gia không thể cung cấp cho tòa nhà.
- Hệ thống quạt, bơm phục vụ cho những nhu cầu sinh
hoạt thiết yếu của con người. Công suất mà phụ tải quạt
và bơm tiêu thụ không cao 175.195 KVA nên ta quyết
đònh cung cấp toàn bộ công suất quạt bơm từ máy phát dự
phòng.
- Hệ thống điều hòa không khí là một phụ tải tiêu thụ
công suất cao nhất của tòa nhà. Chính vì điều này ta cần
phải cân nhắc kỹ trong việc cung cấp điện cho hệ thống
điều hòa không khí từ nguồn dự phòng. Ta chỉ cho một

chiller (công suất 242.16 KVA) hoạt động để điều hòa
không khí ở những nơi thật sự cần thiết trong tòa nhà như
các phòng hội nghò, phòng họp…
- Vì đây là tòa nhà 14 tầng nên việc di chuyển trong tòa
nhà cần phải có sự trợ giúp của thang máy. Chính vì vậy
ta quyết đònh cung cấp điện cho 1 hệ thống thang máy
(công suất 50 KVA) từ nguồn điện của máy phát dự
phòng.
 Chọn máy phát dự phòng có công suất là 640 KVA.
Perkins 2800 – 640 KVA Generator.
Company Name: International Power
Generation Ltd.
4.2BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS –
AUTOMATIC TRANSFER SWITCH
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
5.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

5.2 TÍNH TOÁN TRẠM BIẾN ÁP
5.2.1 Trường hợp trạm biến áp có 1 máy biến áp:
S (KVA)
20%
40%
60%
80%
70%
100%
70%
30%
2
4 6

8 10
12
14
16
18
20
22
24
t (h)
1400
420
980
840
560
1120
280
Đồ thò phụ tải Citilight Tower
+ Tính toán chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra
quá tải bình thường:
Tính toán quá tải bình thường:
Đẳng trò đồ thò phụ tải (đtpt) nhiều bậc về đồ thò phụ
tải tương đương có 2 bậc sao cho nhiệt lượng tảo ra trong
máy biến áp (MBA) là như nhau:
Trình tự tính toán:
- Bước 1: Căn cứ vào đtpt qua MBA có công suất S
B
sao
cho S
min
< S

B
< S
max
.
- Bước 2: Trong các vùng quá tải chọn vùng có ∑S
i
2
T
i
lớn
nhất để tính S
2đt
.
- Bước 3: Tính S
2đt
theo biểu thức: S
2đt
=


i
i
i
T
TS )(
2
.
(5.1)
+ Nếu S
2đt

> 0.9 S
max
thì S
2
=S
2đt
, T
2
=∑T
i
.
+ Nếu S
2đt
≤ 0.9 S
max
thì S
2
=0.9 S
max
và T
2
=
 
2
max
2
9.0
)(
S
TS

i
i

.
(5.2)
-
Bước 4: Chọn 10 h trước vùng tính S
2
để tính S
1
S
1
=
10
)(
2

i
i
TS
(5.3)
- Bước 5: Tính K
1
, K
2
theo biểu thức
K
1
=
B

S
S
1
; K
2
=
B
S
S
2
(5.4)
- Bước 6: Từ K
1
và T
2
vừa tính được tra đường cong quá tải
cho phép của MBA để tìm K
2cp
.
+ Nếu K
2cp
> K
2
thì MBA đã chọn có thể vận hành quá tải
được.
+ Nếu K
2cp
< K
2
thì chọn MBA có công suất lớn hơn.

Dựa vào trình tự tính toán trên ta thực hiện việc chọn
MBA cho tòa nhà Citilight Tower.
Chọn máy biến áp có công suất là S
B
= 1250 KVA.
Ta có các vùng quá tải sau:
- Vùng quá tải (t=14
h
-18
h
): ∑S
2
2
T
2
= 1400
2
x 4 = 7840000
Ta có S
2đt
=


2
2
2
2
)(
T
TS

=1400 KVA.
 S
2đt
> 0.9 S
max
thì S
2
=S
2đt
=1400 KVA, T
2
=∑T
i
=4 h.
 S
1
=
10
)(
2
2
2

TS
= 885.43 KVA
 K
1
=
B
S

S
1
=
1250
43.885
= 0.71 ; K
2
=
B
S
S
2
=
1250
1400
=1.12
Từ K
1
và T
2
vừa tính được tra đường cong quá tải cho
phép của MBA ở [2]để tìm K
2cp
=> K
2cp
=1.17 > K
2
=
1.12.
Vậy MBA đã chọn có thể vận hành ở điều kiện quá tải

bình thường.
Tương tự, ta chọn 1 máy biến áp có công suất S
B
=
1000 KVA.
Ta có các vùng quá tải sau:
- Vùng quá tải 1 (t = 8
h
– 12
h
): ∑S
2
1
T
1
= 1120
2
x 4 =
5017600.
- Vùng quá tải 2 (t=14
h
-18
h
): ∑S
2
2
T
2
= 1400
2

x 4 =
7840000.
Ta có :
∑S
2
1
T
1
< ∑S
2
2
T
2
. Vậy chọn vùng quá tải 2 để tính
S
2đt
.
Ta có S
2đt
=


2
2
2
2
)(
T
TS
=1400 KVA.

 S
2đt
> 0.9 S
max
thì S
2
=S
2đt
=1400 KVA, T
2
=∑T
i
=4 h.
 S
1
=
10
)(
2
2
2

TS
=885.43 KVA
 K
1
=
B
S
S

1
=
1000
43.885
= 0.88 ; K
2
=
B
S
S
2
=1.4
Từ K
1
và T
2
vừa tính được tra đường cong quá tải cho
phép của MBA ở [2]để tìm K
2cp
=> K
2cp
=1.19 < K
2
= 1.4.
Vậy máy biến áp không thể vận hành ở điều kiện quá tải
bình thường.
 Chọn máy biến áp có S
B
= 1250 KVA cho tòa nhà
Citilight Tower.

Chọn máy biến áp có các thông số sau:
Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế
tạo (THIBIDI).
Điện áp 15 KV, 22 KV
±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây
Δ/Υ
0
-11.
Dòng điện đònh mức
(A)
Thông số kỹ thuật
I
1
I
2
Công
suất
đònh
mức
(KV
A)
22
(K
V)
15
(K
V)
0.4
(KV)
ΔP

0
(W)
I
0
(%)
1250 32.8 48.1 1804.2 1800 1.0
5.2.2 Trường hợp trạm biến áp có 2 máy biến áp:
+ Tính toán chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra
quá tải sự cố::
Trình tự tính toán:
- Bước 1: Chọn máy biến áp có công suất S
B
sao cho
K
qtsc
.S
B
≥ S
max
hay S
B
≥
dtsc
K
S
max
(5.5)
- Bước 2: Kiểm tra điều kiện T
2
< 6

h
.
- Bước 3: Kiểm tra điều kiện K
1
< 0.93.
(*)
Dựa vào trình tự tính toán trên ta thực hiện việc chọn
MBA cho tòa nhà Citilight Tower.
- Ta có
dtsc
K
S
max
= KVA1076
3
.
1
1400
 . (K
qtsc
=1.3 vì máy biến áp
được đặt trong nhà).
Do máy biến áp được sản xuất với các thang cách xa
nhau, chỉ có 2 loại máy gần với cấp công suất 1076 KVA
là 1000 KVA và 1250 KVA. Vì vậy thử chọn máy biến
áp có công suất S
B
= 1000 KVA để tính toán thử.
- Kiểm tra điều kiện về T
2

: có 2 vùng quá tải, nhưng cả 2
đều có thời gian quá tải là T
2
=4
h
< 6
h
=> thỏa điều kiện
này.
- Kiểm tra điều kiện K
1
:
S
1đt
= KVA
xxxx
54.926
10
35601840411202980
2222


K
1
= 
1000
54.926
1
dmB
dt

S
S
0.926 < 0.93 => thỏa điều kiện (*)
Vậy trạm biến áp của tòa nhà Citilight Tower gồm có 2
máy biến áp có công suất mỗi máy là 1000 KVA.
Chọn máy biến áp có các thông số sau:
Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế
tạo (THIBIDI).
Điện áp 15 KV, 22 KV
±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây
Δ/Υ
0
-11.
Dòng điện
đònh mức (A)
Thông số kỹ thuật
I
1
I
2
Công
suất
đònh
mức
(KV
A)
22
(K
V)
15

(K
V)
0.4
(KV)
ΔP
0
(W)
I
0
(%)
1000 26.2 38.5 1443.4 2150 1.0
5.2.3 So sánh hai phương án:
+ Về kinh tế:
● Phương án trạm có 1 máy biến áp:
- Tiền mua máy biến áp 1250 KVA: 270.226.000 đ
- Số lượng dao cách ly: 4 cái.
- Số lượng máy cắt: 2 cái.
- Diện tích xây dựng trạm biến áp: 9 m
2
.
● Phương án trạm có 2 máy biến áp:
- Tiền mua máy biến áp 1000 KVA: 249.180.000 đ x 2 =
498.360.000 đ.
- Số lượng dao cách ly: 8 cái.
- Số lượng máy cắt: 4 cái.
- Diện tích xây dựng trạm biến áp: 16 m
2
.
+ Về kỹ thuật:

● Phương án trạm có 1 máy biến áp:
● Phương án trạm có 1 máy biến áp:
Với những phân tích trên ta chọn phương án là sử
dụng 2 máy biến áp trong trạm với công suất mỗi máy là
1000 KVA để cung cấp điện cho tòa nhà.
Phần lựa chọn số lượng máy biến áp cho trạm ở đây ta
không xét đến phương án 3 máy biến áp, vì như ta đã biết
hầu như ở tất cả các trạm biến áp trong thực tế không ai
thiết kế 3 máy biến áp cho 1 trạm. Vì những lý do sau:
+ Tốn kém về mặt kinh tế.
+ Khó khăn trong việc vận hành, sửa chữa và
bảo trì.
+ Mặt dù phương án này đảm bảo tính liên
tục và độ tin cây trong cung cấp điện rất cao nhưng ở
trường hợp này, tòa nhà Citilight Tower không đòi hỏi
quá cao về yêu cầu này.
Chính vì những lý do trên nên tác giả không liệt kê phương án 3
máy biến áp trong so sánh lựa chọn các phương .