Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
MÔN: ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng
Giảng viên hướng dẫn: Th.s. Phạm Mạnh Hải
Sinh viên thực hiện: Đinh Anh Tuấn
Lớp D6-Dcn2
Hà Nội, tháng 1 năm 2015
Đồ án cung cấp điện 1
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 18 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 Phạm Mạnh Hải em đã hoàn thành được đồ án môn học .

Hà Nội ngày 07 tháng 1 năm 2015
Sinh viên
Đinh Anh Tuấn
Đồ án cung cấp điện 2

Sinh viên; Đinh Anh Tuấn
Thời gian thực hiện:10/12/2014-10/1/2015
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 tiêu chuẩn 70m
2
là p
0
, kW/hộ. Chiều cao trung bình
của mỗi tầng là H = 3,8m.
Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng năm 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.Phụ tải tăng theo hàm tuyến tính P
1
= P
0
[1+a(t-t
0
) Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
=4280h/năm; Hệ số
chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng:
c
∆
=1800đ/kWh; Giá mua điện
g
m
=1000 đ/kWh; Giá bán điện g
b
=1500đ/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.
Số
tầng
70 10
0
200 Nhỏ Lớn Cấp nước
sinh hoạt
Thoát Bể
bơi
Cứu

hỏa
H,
m
T
M
,h L,m
18 4 2 2 3×7,5 3×16 2×16+4×5,6
+4×1,2
2×5,5 2×4,5 25+
16
3,8 4500 100
Đồ án cung cấp điện 3
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. Tính toán chế độ mạng điện
4.1.Tổn thất điện áp

4.2.Tổn thất công suất
4.3.Tổn thất điện năng
5. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
5.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
5.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
Đồ án cung cấp điện 4


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.
Đồ án cung cấp điện 5
Dưới đây chúng tôi xin đưa ra một dự án cung cấp điện cho một chung cư
18 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
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. Tính toán chế độ mạng điện
4.1.Tổn thất điện áp
4.2.Tổn thất công suất
4.3.Tổn thất điện năng
5.Thiết kế mạng điện của một căn hộ
5.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
5.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
Đồ án cung cấp điện 6
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.

1.Lý luận chung
Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải
sinh hoạt (gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực, trong đó tỉ lệ phụ tải sinh
hoạt luôn luôn chiếm tỉ lệ lơn hơn so với phụ tải động lực. Phụ tải còn phụ
Đồ án cung cấp điện 7
thuộc vào mức độ của các trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ
được phân thành các loại sau: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại thấp.
Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức sau:
∑
=
=

N
i
hiiđtccsh
knPkkP
1
0
Trong đó:
k
cc
– hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong toà nhà (lấy bằng 5%, tức
là k
cc
=1,05);
k
đt
– hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1
P
0
– suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo [bảng 10.pl],
kW/hộ (phụ lục);
N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích;
n
i
– số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);
k
hi
–hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn
F
tc
(tăng thêm 1% cho mỗi m

2
quá tiêu chuẩn): k
hi
= 1+(F
i
-F
tc
).0,01
F
i
– diện tích của căn hộ loại i, m
2
;
Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị
dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thông
thoáng v.v. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được
xác định theo biểu thức sau:
P
đl
= k
nc.dl
(Р
tm
∑
. + P
vs.kt
) ,
Trong đó:
P
đl

– công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;
k
nc.dl
– hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;
P
tm
∑
- công suất tính toán của các thang máy;
P
vs.kt
– công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật.
Công suất tính toán của các thang máy P
tm
∑

, được xác định theo biểu thức:
∑
=
Σ
ct
i
n
tmtmnctm
PkP
1
.
Trong đó:
Đồ án cung cấp điện 8
k
nc.tm

– hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo [bảng 2.pl];
п
ct
– số lượng thang máy;
Р
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:
ε
tmntm
PP
.
=
Trong đó:
P
n.tm
– công suất định mức của động cơ thang máy, kW;
ε - hệ số tiếp điện của thang máy (ε = 0,6, theo đề bài)

Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm
→
Số hộ/tầng là: n
h.t
= 4+ 2 + 2 = 8.
Tổng số căn hộ: N
hộ
= n
tầng
.n

h.t
= 18.8 = 144 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:
Đồ án cung cấp điện 9
Số lượng và công suất máy bơm, kW
Cấp nước sinh hoạt Thoát Bể bơi Cứu hỏa
10 2 2 2
2x16+4x5,6+4x1,2 2×5,5 2×4, 5 25+16
Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bình
của hộ gia đình là:

P
0
= 11 kW/hộ
Ta chia phụ tải sinh hoạt thành 2 nhóm có tính chất khác nhau để tính toán:
- Loại 1: phụ tải gia dụng có trong các căn hộ: bếp gas, tivi, tủ lạnh, đèn chiếu
sáng trong nhà… các thiết bị điện nhóm này tính theo suất tiêu thụ điện năng.
- Loại 2: phụ tải thông thoáng và làm mát. Ta tìm tổng lượng khí cần thông gió
trong một giờ để chọn loại quạt phù hợp, rồi từ công suất quạt gió ta suy ra công
suất phụ tải.
Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:
trongđó:
P
0
= 11 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 18.4 = 72 hộ;
n
2
-số căn hộ 100 m
2
là 18.2 = 36 hộ;
n

3
-số căn hộ 120 m
2
là 18.2 = 36 hộ;
Theo [bảng 10.pl] -Giáo trình Hệ Thống cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh
thì ứng với nội thành thành phố lớn ,suất tiêu thị trung bình của hộ gia đình sử
dụng bếp gas là P
0
=1,83 kW/hộ;
Xác định phụ tải sinh hoạt của toà nhà chung cư :
P
sh
= k
cs
.k
dt
.P
0
.
∑
=
N
i
hii
kn
1
.
= k
cs
.k

dt
.P
0
.(n
1.
k
h1
+n
2.
k
h2
+n
3
.k
h3
)

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
;
Đồ án cung cấp điện 10
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
= 1,05x0,318x1,83.(72x1+ 36x1,3+ 36x1,5) = 105,587 (kW);
Ứng với mỗi tầng là 8 hộ nên ta có k

đt
= 0,502 theo [bảng 1.pl];
P
tầng
= k
cs
.k
dt
.P
0
.
∑
=
N
i
hii
kn
1
.
= 1,05x0,502x1,83(4x1+2x1,3+2x1,5) = 9,26 kW
Ta có:
Hệ số công suất cosφ
sh
= 0,96 (tgφ = 0,29) theo [bảng 9.pl]
Q
tầng
= P
tầng
.tanφ
sh

= 9,26x0,29 = 2,6854 kVAr.
1.2 Xác định phụ tải động lực
1 Phụ tải thang máy:
Trước hết ta cần quy giá trị công suất của các thang máy về chế độ làm việc
dài hạn
Thang máy có công suất nhỏ:
P
tm1
= P
tm2
= P
ni.tm.

ε
= 7,5.
6,0
= 5,809 kW
Thang máy có công suất lớn:
P
tm3
= P
tm4
= P
ni.tm
.
ε
=16.
6,0
= 12,39 kW
Hệ số k

nc.tm
xác định theo [bảng 2.pl] ứng với 4 thang máy nhà 18 tầng là
k
nc.tm
= 1.
Vậy
⇒
=Ρ
∑tm
k
nc.tm
.
∑
Ρ
tmi
=1.( 3x5,809 + 3x12,39) = 54,597kW
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:
Đồ án cung cấp điện 11
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;
tm
P
Σ
- công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật;
Công suất tính toán của trạm bơm
STT Chức năng Số lượng Công suất (kW)
Tổng
Cấp nước sinh
hoạt
2 16
59,2
4 5,6
4 1,2
Thoát 2 4,5
9
Bể bơi 2 4,5
9
Cứu hỏa 1 25

41
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 22, chia làm 4 nhóm;
Tiếp tục dùng nội suy lagrange ta có :
K
ncl
(9)

= (9 – 8).(0,75 – 0,7)/(10 – 8) + 0,75 = 0,725
Bảng 1.6 Hệ số nhu cầu vệ sinh
Số lượng động cơ K
nc.vs

2 1
8 0,75
9 0,725
10 0,7
Đồ án cung cấp điện 12
+ Nhóm 1. Cấp nước sinh hoạt(có 10 máy bơm):
P
bơm 1
= k
nc1
.
bom.i i
P .n
∑
= 0725.(2.16+4.5,6+4.1,2) =42,92 kW
+ Nhóm 2. Thoát nước(có 2 máy bơm):
P
bơm 2
= k
nc2
.
bom.i i
P .n
∑
= 1.9= 9 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.(25 + 16) = 41 kW
Bảng 1.7 Công suất cua bơm
Nhóm P
bơmi
, kW
Cấp nước sinh
hoạt
42,92
Thoát nước 9
Bể bơi 9
Cứu hỏa 41
Tổng 101,92
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
∑
= 0,8.101,92 = 81,536 kW
Ta tổng hợp phụ tải trạm bơm và thang máy bằng phương pháp số gia
Vì P
bơm
>
∑
Ρ
tm
và mạng điện đang xét là mạng hạ áp
Đồ án cung cấp điện 13
Vậy nên phụ tải động lực:
P
đl
= P
bơm
+
∑
∑









−








tm
tm
P
P
.41,0
5
04,0
= 81,536 +
0,04
54,597
0,41 .54,597
5
 
 
−
 
 ÷

 
 
 
P
đl
= 119,22 kW.
Tra bảng 9.pl ta có đối với những 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 81,536.0,8 54,597.0,65
cos 0,74
P P 81,536 54,597
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×5 = 18×3,8×5 = 342
[m]
Công suất cần cho chiếu sáng:
P
cs
= 342.0,03 = 10,26 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.
Đồ án cung cấp điện 14
- Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương
pháp hệ số nhu cầu.
Tổng hợp phụ tải phụ tải sinh hoạt và chiếu sáng bằng phương pháp số gia:
Ta có P
sh
= 105,587 kW > P
cs2
= 10,26 kW

Vậy
1∑
P
=∆P
sh&cs
= P
sh
+
2
04,0
2
.41,0
5
CS
CS
P
P








−







= 105,587 +
0,04
10,26
0,41 .10,26
5
 
 
−
 
 ÷
 
 
 

1∑
P
=∆P
sh&cs
= 111,94 kW

Công suất tính toán của toà nhà chung cư:
P
tt
= P
đl


+

1
04,0
1
.41,0
5
∑
∑








−








P
P
= 119,22 +
0,04
111,94
0,41 .111,94

5
 
 
−
 
 ÷
 
 
 
P
tt
= 200,08 kW.
Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải cho trong bảng 1.3 sau.
Bảng 1.3. Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải
Nhóm phụ tải Thang máy Bơm Sinh hoạt Chiếu sáng
Công suất ,kW 54,597 81,536 105,587 10,26
Hệ số công suất 0,65 0,8 0,96 1
Hệ số công suất của máy bơm nước công nghiệp,của hộ gia đình có sử dụng bếp
gas lần lượt tra [bảng 13.pl] và [bảng 9.pl] , hệ số công suất của phụ tải chiếu
sáng lấy bằng 1.
Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực:
cos
dl
ϕ
=
∑
∑
idl
idlidl
P

P
ϕ
cos.
=
54,597.0,65 81,536.0,8
54,597 81,536
+
+
= 0,74
Hệ số công suất tổng hợp của chung cư:
cos
∑
ϕ
=
.cos
.cos .cos .cos
i i
sh sh cs cs dl dl
i sh cs dl
P
P P P
P P P P
φ
φ φ φ
+ +
=
+ +
∑
∑

Đồ án cung cấp điện 15
=
105,587.0,96 10,26 119,22.0,74
0,85
105,587 10,26 119,22
+ +
=
+ +
Vậy công suất biểu kiến là:
S =
∑
ϕ
cos
tt
P
=
200,08
0,85
= 235,88 kVA.
Q =
22
PS −
=
2 2
235,88 200,08
−
= 124,92kVAr.
1.5Tính toán bù công suất
Công suất phản kháng của chung cư là:
Q = 119 kVAr; Tanφ

1
= 0,539; Cosφ
1
= 0,88
Công suất cần thiết để nâng cấp hệ số công suất lên giá trị Cosφ
2
= 0,9; Tanφ =
0,484.
Q
b
= P
tt
.(Tanφ
1
– Tanφ
2
) = 200,08.(0,539 – 0,484) = 11 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
Đồ án cung cấp điện 16
Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 18
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
Đồ án cung cấp điện 17
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 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
2.2. Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
2.2.1. Phương án A
a. 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 là 18 tầng có thể áp dụng sơ
đồ hình tia.
Đồ án cung cấp điện 18
1
2
3
4 5 6
Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:
+ Độ tin cậy
+ An toàn
+ Tính kinh tế
1,2,3 - Đường dây cung cấp chính.
4,5,6 - Tủ phân phối với 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 dùng để cung cấp điện
cho các thang máy, thiết bị cửu 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. Như vậy các đường dây cung câp
điện phải được lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố.
Đối với tòa nhà 18 tầng có nhiều đơn nguyên, cần tăng thêm số đường dây cung
cấp lên ba, thậm chí hơn ba lộ. Ở sơ đồ này đường dây thứ nhất sẽ đóng vai trò
dự phòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây thứ hai - làm dự
phòng cho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây thứ ba làm dự phòng cho
đường dây thứ nhất.
Đồ án cung cấp điện 19
b.Sơ đồ mạng điện trong nhà:

Đồ án cung cấp điện 20
24
Đồ án cung cấp điện 21
Hình 2.1: Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 18 tầng
1 - Cáp vào nhà, dự phòng tương hỗ cho nhau; 2 – cơ cấu chuyển mạch; 3 – aptomat
tổng; 4 − đường dây cung cấp điện cho các căn hộ; 5 – điểm đấu 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 cho mạng chiếu sáng bên ngoài; 8 – đường dây cung cấp cho mạng
chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho; 9 – đường dây cung cấp cho các thiết bị động
lực, thang máy; 10 – công tơ điện năng tác dụng; 11 – cung cấp điện cho mạng chiếu
sáng sự cố ; 12 – tủ
2.2.2. Phương án B.
a. 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.
1
2
3
4 5 6
1,2,3 - Đường dây cung cấp chính.
4,5,6 - Tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch
Đồ án cung cấp điện 22
b. Sơ đồ mạng điện bên trong:
Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập).
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 nếu sử
dụng phương án sơ dồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra
Đồ án cung cấp điện 23

3. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ
CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
3.1 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.
3.1.1 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp
Ta tiến hành so sánh giữa hai phương án
+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV.
+ Phương án 2 dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV.
Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có
γ
=
32Ω.m/mm
2
.cho trước một giá trị
0
x 0,4 / km= Ω
. Hao tổn điện áp cho phép
là ΔU
cp
= 1,5%.
a) Phương án 1:
Giá trị hao tổn điện áp cho phép:
∆U
x1%

=
2
0

U
LxQ
∑
. 100 =
2 6
124,92.0,4.105
22 .10
.100 = 1,084.10
-3
%
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:
∆U
r1%
= ∆U
cp1%
- ∆U
x1%
= 1,5 –1,084.10
-3
= 1,4989 %
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo
biểu thức:
F
1
=
2

%'1

.
UU
LP
r
∆
∑
γ
=
2
200,08.105
32.1,4989.22
= 0,904 mm
2
Đồ án cung cấp điện 24
Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 22kV phải
là 25 mm
2
vậy ta chọn cáp 25mm
2
có r
01
= 1,24 và x
01
=0,135 theo [bảng 23.pl]
Hao tổn điện áp thực tế
∆U
1%
=

100

2
0101
L
U
xQrP
∑∑
+
=
2 6
200,08.1,24 124,92.0,135
22 .10
+
.100.100 = 4,789.10
-3
% < 1,5%
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp
b) Phương án 2:
Giá trị hao tổn điện áp cho phép:
∆U
x2%
=
2
0

U
LxQ
∑
.100 =

2 6
124,92.0,4.100
10 .10
.100 = 3,81.10
-3
%
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng
∆U
r2%
= ∆U
cp2%
- ∆U
x2%
= 1,5 – 3,81.10
-3
% =1,496 %
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo
biểu thức
F
2
=
2
%'2

.
UU
LP
r
∆
∑

γ
=
2
200,08.100
32.1,496.10
= 3,688 mm
2
Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải
là 16 mm
2
vậy ta chọn cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo 16 mm
2
có r
0.2
= 1,94 và
x
0.2
=0,113
/ kmΩ
[bảng 23.pl]
Hao tổn điện áp thực tế
∆U
2%
=
100

2
0101
L
U

xQrP
∑∑
+
∆U
2%
=
2 6
200,08.1,94 124,92.0,113
10 .10
+
.100.100 = 0,0353% < 1,5%
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.
c) So sánh 2 phương án:
Đồ án cung cấp điện 25