BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CÔNG TRÌNH

BÀI TẬP LỚN
MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CÔNG TRÌNH
ĐỀ BÀI : Hãy tính toán cung cấp điện cho một chung cư cao cấp 4 tầng , mỗi tầng
có 4 căn hộ , đi chung một cầu thang bộ . Tính toán chiếu sáng cho 1 tầng , sinh viên tự
thiết kế mặt bằng và các phòng chức năng .
YÊU CẦU :
1- Tính chiếu sáng theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông và kiểm tra lại độ
sáng tại 2 điểm
2- Tính chọn tiết diện dây dẫn theo từng cấp và thiết bò điều khiển đèn
3- Vẽ sơ đồ nguyên lí cấp điện .
4- Vẽ mặt bàng bố trí đèn , bảng điều khiền đèn , vò trí ổ cắm , …, dây dẫn đện , có
ghi chú loại đèn , loại dây , cách đi dây , cao độ thiết bò
5- Tham khảo thêm những qui phạm về chiếu sáng trong nhà , ngoài nhà , đi dây hạ
thế .
BÀI LÀM
Giới thiệu sơ bộ : công trình là một chung cư cao cấp , được sử dụng đèn neon là
hệ thống chiếu sáng chính , sử dụng các màu sắc sáng , nhẹ nhàn để trang trí cho phòng
và trần .
PHẦN 1 : Tính toán chiếu sáng cho 1 căn hộ có :
2 phòng ngủ 3m x 4,7m
1 phòng khách 4,5m x 5m
1 nhà bếp 2,5m x 3,5m
1 phòng ăn 3m x 3,2m
1 phòng vệ sinh 2m x 2,5m
A -Tính toán chiếu sáng cho 1 phòng ngủ :
Phòng ngủ có diện tích thính toán 3m x 4,7m , chiều cao toàn bộ căn phòng là
3,6m . Tường màu vàng nhạt và trần sơn màu trắng . Dùng đèn huỳnh quang không bao
đặt sát trần .
+ Emin tra bảng , đối với phòng ngủ khi dùng đèn huỳnh quang : Emin = 75 lux .
+ Diện tích phòng : S = 3 x 4,7 = 14,2 m
2

+ Chiều cao tính toán : h
tt
= H – ( h
đ
+ h
lv
)
= 3,6 – ( 0 + 0,8 ) = 2,8 m
+ Chọn hệ số bình suất ánh sáng : Z = 0,8 .
+ Chọn hệ số dự trữ : K = 1,5 .
+ Phản suất trần : ρ = 70%
Phản suất tường : ρ = 50%
+ Chỉ số hình phòng : ϕ =
)( bah
axb
tt
+
=
654,0
)7,43(8,2
7,43
=
+
x
* Xác đònh hệ số lợi dụng ánh sáng “U”:
Vì ϕ = 0,654 nằm giữa hai giá trò ϕ
1
= 0,6 có U
1
= 0,29 và ϕ = 0,8có U

2
= 0,37 . Ta
xác đònh được U theo phương pháp nội suy :
U =
3116,0
)6,08,0(
)6,0654,0)(29,037,0(
29,0
))((
12
112
1
=
−
−−
+=
−
−−
+
ϕϕ
ϕϕ
UU
U
* Tổng quang thông toàn phòng :
F
Σ
=
326,6363
8,03116,0
5,11,1475

min
==
x
xx
UxZ
xSxKE
lm
* Tính số đèn và cách bố trí đèn :
Chon đèn có F
đ
= 2200 lm
n
đ
=
892,2
2200
326,6363
==
∑
đ
F
F
( vậy ta chọn số đèn là 3 đèn )
* Tính số vò trí đặt đèn :
+ Chọn λ = 0,8 ta có : L = λ x h
tt
= 0,8 x 2,8 = 2,24
+Chọn L1 = 3m , ta có L2 = L
2
/L

1
= 2,24
2
/3 = 1,6725 m
Xác đònh n
A
=
1
3
3
=
( chọn 1 vò trí )
Xác đònh n
B
=
81,2
6725,1
7,4
=
( chọn 3 vò trí )
Vậy số vò trí đặt đèn : N = n
A
x n
B
= 1 x 3 = 3
* Quang thông tại 1 vò trí :
F
vò trí
=
108,2121

3
326,6363
3
==
Σ
F
lm
Số đèn tại 1 vò trí : n =
964,0
2200
108,2121
=
( chọn 1 đèn cho mỗi vò trí )
• Kiểm tra lại độ sáng tại 2 điểm bất lợi :
+ ta có chiều cao tính toán h
tt
= 2,8 m
+ theo cách bố trí đèn ta có 2 dãy gián đoạn
+ Tính quang thông đơn vò :
F’
1
= F’
2
= F’
3
=
33,1833
2,1
2200
==

L
F
vt
lm
→ F’= 2200x3 = 6600 lm

+ Chọn hệ số phản xạ :µ = 1,1
+ Chọn K = 1,5
Từ
Đèn
Đến
Điểm
d (m) d’=d/h
tt
L ( m ) L’=L/h
tt
ε ∑ε ∑ε
1
2
3
A 2,4 0,857 0,9
2,1
0,32
0,75
25
45
70 400
0,8 0,2857 0,9
2,1
0,32

0,75
55
110
165
0,8 0,2857 0,9
2,1
0,32
0,75
55
110
165
1
2
3
B 0,8 0,2857 0,9
2,1
0,32
0,75
55
110
165 276
2,4 0,857 0,9
2,1
0,32
0,75
25
45
70
3,2 1,143 0,9
2,1

0,32
0,75
13
28
41
* Tính độ rọi tại A và B :
E
A
192
8,25,11000
4001,133,1833
1000
'
1
==
Σ
=
xx
xx
xKxh
xxF
tt
ε
µ

lux (>75 lux)
E
B
5,132
8,25,11000

2761,133,1833
1000
'
2
==
Σ
=
xx
xx
xKxh
xxF
tt
ε
µ

lux (>75 lux)
Vậy cả 2 điểm A, B đều đủ sáng .
B -Tính toán chiếu sáng cho phòng khách :
Phòng khách có diện tích thính toán 4,5m x 5m , chiều cao toàn bộ căn phòng là
3,6m . Tường màu vàng nhạt và trần sơn màu trắng . Dùng đèn huỳnh quang không bao
đặt trong trần giả , cách trần 0,3 m
+ Emin tra bảng , đối với phòng khách khi dùng đèn huỳnh quang : Emin = 200 lux
.
+ Diện tích phòng : S = 4,7 x 5 = 23,5 m
2
+ Chiều cao tính toán : h
tt
= H – ( h
đ
+ h

lv
)
= 3,6 – ( 0,3 + 0,8 ) = 2,5 m
+ Chọn hệ số bình suất ánh sáng : Z = 0,8 .
+ Chọn hệ số dự trữ : K = 1,5 .
+ Phản suất trần : ρ = 70%
Phản suất tường : ρ = 50%
+ Chỉ số hình phòng : ϕ =
)( bah
axb
tt
+
=
969,0
)57,4(5,2
57,4
=
+
x
* Xác đònh hệ số lợi dụng ánh sáng “U”:
Vì ϕ = 0,865 nằm giữa hai giá trò ϕ
1
= 0,8 có U
1
= 0,37 và ϕ
2
= 1 có U
2
= 0,44 . Ta
xác đònh được U theo phương pháp nội suy :

U =
429,0
)8,01(
)8,0969,0)(37,044,0(
37,0
))((
12
112
1
=
−
−−
+=
−
−−
+
ϕϕ
ϕϕ
UU
U
* Tổng quang thông toàn phòng :
F
Σ
=
958,20541
8,0429,0
5,15,23200
min
==
x

xx
UxZ
xSxKE
lm
* Tính số đèn và cách bố trí đèn :
Chon đèn có F
đ
= 2200 lm
n
đ
=
337,9
2200
958,20541
==
∑
đ
F
F
( vậy ta chọn số đèn là 9 đèn )
* Tính số vò trí đặt đèn :
+ Chọn λ = 0,8 ta có : L = λ x h
tt
= 0,8 x 2,5 = 2
+Chọn L1 = 2m , ta có L2 = L
2
/L
1
= 2
2

/2 = 2 m
Xác đònh n
A
=
3,2
2
7,4
=
( chọn 2vò trí )
Xác đònh n
B
=
5,2
2
5
=
( chọn 3 vò trí )
Vậy số vò trí đặt đèn : N = n
A
x n
B
= 2 x 3 = 6
* Quang thông tại 1 vò trí :
F
vò trí
=
663,3423
6
958,20541
6

==
Σ
F
lm
Số đèn tại 1 vò trí : n =
556,1
2200
663,3423
=
( chọn 1 đèn cho vò trí 1,5, 3 và 2 đèn cho vò
trí4,2,6)
• Kiểm tra lại độ sáng tại 2 điểm bất lợi :
+ ta có chiều cao tính toán h
tt
= 2,5 m
+ theo cách bố trí đèn ta có đèn 1, 6 cách nhau 0,7 m < 0,5x2,5=1,25 , vậy ta có 3 dãy đèn
liên tục
+ Tính quang thông đơn vò :
F’
16
= F’
25
= F’
34
=
2129
7,3
22003
==
x

L
F
day
lm
+ Chọn hệ số phản xạ :µ = 1,1
+ Chọn K = 1,5
Từ
Đèn
Đến
Điểm
d (m) d’=d/h
tt
L ( m ) L’=L/h
tt
ε ∑ε ∑ε
1,6
2,5
3,4
C 1,25 0,5 0,7
3,1
0,875
1,24
75
110
185 635
0 0 0,7
3,1
0,875
1,24
115

150
265
1,25 0,5 0,7
3,1
0,875
1,24
75
110
185
1,6
2,5
3,4
D 3,6 1,44 1,55
1,55
0,62
0,62
13
13
23 223
2,3 0,92 1,55
1,55
0,62
0,62
35
35
70
1,1 0,44 1,55
1,55
0,62
0,62

65
65
130
* Tính độ rọi tại A và B :
E
C
562,396
5,25,11000
6351,12129
1000
'
1
==
Σ
=
xx
xx
xKxh
xxF
tt
ε
µ

lux (< 200 lux)
E
D
26,139
5,25,11000
2231,12129
1000

'
2
==
Σ
=
xx
xx
xKxh
xxF
tt
ε
µ

lux (>75 lux)
Vậy điểm C đủ sáng , điểm D thiếu sáng
Để E
D
= 200 lux thì : F
2
’= 3057,48 ta có quang thông cần tăng cường :f=928,48,
vậy ta cần tăng cường thêm 1 đèn huỳnh quanh với f= 980 tại vò trí D.
• Các phòng còn lại : bếp , phòng an , vệ sinh , hành lang có diện tích nhỏ nên
không cần tính toán , ta sẽ bố trí đèn như hình vẽ .

PHẦN 2 : tính chọn tiết diện dây dẫn theo từng cấp :
Phụ tải Thiết bò Công suất Số lượng Cosϕ ∑P ∑P cho
từng hộ
Hộ 1 Đèn HQ
Đèn NS
Quạt trần

Quạt hút
Máy lạnh
Ổ cắm
40W
60W
80W
50W
1840W
500W
16
18
1
3
3
4
0,65
1
0,75
0,8
0,7
1
640
1080
80
150
5520
2000
9470
Hộ 2 Đèn HQ
Đèn NS

Quạt trần
Quạt hút
Máy lạnh
Ổ cắm
40W
60W
80W
50W
1840W
500W
16
18
1
3
3
4
0,65
1
0,75
0,8
0,7
1
640
1080
80
150
5520
2000
9470
Hộ 3 Đèn HQ

Đèn NS
Quạt trần
Quạt hút
Máy lạnh
Ổ cắm
40W
60W
80W
50W
1840W
500W
16
18
1
1
1
4
0,65
1
0,75
0,8
0,7
1
640
1080
80
50
1840
2000
5690

Hộ 4 Đèn HQ
Đèn NS
Quạt trần
Quạt hút
Máy lạnh
Ổ cắm
40W
60W
80W
50W
1840W
500W
16
18
1
1
1
4
0,65
1
0,75
0,8
0,7
1
640
1080
80
50
1840
2000

5690
Tầng 1 Đèn HQ
Đèn NS
Quạt trần
Quạt hút
Máy lạnh
Ổ cắm
40W
60W
80W
50W
1840W
500W
64
72
4
8
8
16
0,65
1
0,75
0,8
0,7
1
2560
4320
360
400
14720

8000
30360
Tầng 1 ,2,3,4 tương tự nhau 30360
Nhánh chính 121440
* Tính chọn tiết diện dây dẫn và CB cho hộ 1 :
Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
9470
20007,055208,015075,080108065,0640cos +++++
=
Σ
Σ xxxx
P
P
ϕ
=
796,0
9470
7540
=
Ta có : Ip = I
lv
=
077,54
796,0220
9470

==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A
[I] =
077,54=
n
lv
K
I
A
Vậy ta chọn dây bọc cách điện 1 ruột đồng đặt trong không khí có tiết diện 10
mm
2
, chọn dây trung hoà có kích thước bằng dây pha , vậy hộ 1 chọn 2 dây ruột đồng
10mm
2
. Chọn ABE 63( dòng điện max 60)
* Chọn tiết diện dây và CB tương tự cho hộ 2
* Chọn tiết diện dây và CB cho hộ 3 :
Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
5690

20007,018408,05075,080108065,0640cos +++++
=
Σ
Σ xxxx
P
P
ϕ
=
858,0
5690
4884
=
Ta có : Ip = I
lv
=
144,30
858,0220
5690
==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A
[I] =
144,30=
n
lv
K

I
A
Vậy ta chọn dây bọc cách điện 1 ruột đồng đặt trong không khí có tiết diện 6 mm
2
, chọn dây trung hoà có kích thước bằng dây pha , vậy hộ 1 chọn 2 dây ruột đồng 6 mm
2
.
Chọn ABE 33( dòng điện max 30)
* Chọn tiết diện dây dẫn và CB tương tự cho hộ 4 .
* Chọn dây dẫn và CB cho các thiết bò trong 1 hộ :
+ Máy lạnh và quạt hút trong hộ 1, 2 :
Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
5670
7,055208,0150cos xx
P
P +
=
Σ
Σ
ϕ
=
7,0
5670
3984
=

Ta có : Ip = I
lv
=
818,36
7,0220
5670
==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A
[I] =
818,36=
n
lv
K
I
A
Vậy ta chọn dây bọc cách điện 1 ruột đồng đặt trong không khí có tiết diện 10
mm
2
, chọn dây trung hoà có kích thước bằng dây pha , vậy hộ 1 chọn 2 dây ruột đồng 10
mm
2
. Chọn ABE 53( dòng điện max 40)
+ Các thiết bò còn lại trong hộ 1,2 :
Chọn K
n

=1
Cos ϕ
tb
=
3800
200075,080108065,0640cos +++
=
Σ
Σ xx
P
P
ϕ
=
935,0
3800
3556
=
Ta có : Ip = I
lv
=
47,18
935,0220
3800
==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A

[I] =
47,18=
n
lv
K
I
A
Vậy ta chọn dây bọc cách điện 1 ruột đồng đặt trong không khí có tiết diện 4 mm
2
, chọn dây trung hoà có kích thước bằng dây pha , vậy hộ 1 chọn 2 dây ruột đồng 4 mm
2
.
Chọn ABE 33( dòng điện max 20)
+ Máy lạnh và quạt hút trong hộ 3,4 :
Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
1890
7,018408,050cos xx
P
P +
=
Σ
Σ
ϕ
=
7,0

1890
1328
=
Ta có : Ip = I
lv
=
27,12
7,0220
1890
==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A
[I] =
27,12=
n
lv
K
I
A
Vậy ta chọn dây bọc cách điện 1 ruột đồng đặt trong không khí có tiết diện 2,5
mm
2
, chọn dây trung hoà có kích thước bằng dây pha , vậy hộ 1 chọn 2 dây ruột đồng
2,5 mm
2
. Chọn ABE 33( dòng điện max 15)

+ Các thiết bò còn lại trong hộ 3,4 :tương tự hộ 1,2
Tính tiết diện dây dẫn và CB cho nhánh rẽ vào mỗi tầng :( 3 Pha)
+ Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
30360
80007,0147208,040075,0360432065,02560cos +++++
=
Σ
Σ xxxx
P
P
ϕ
=
819,0
30360
24878
=
Ta có : Ip = I
lv
=
498,168
819,0220
30360
==
xCosU
P

tbp
p
ϕ
A
[I] =
498,168=
n
lv
K
I
A
Vậy ta chọn dây cáp 2 ruột đồng đặt trong không khí , có f = 50 mm
2
, có [ I ] =
185 A ,. Tiết diện dây trung tính có thể chọn bằng 0,5 tiết diện dây pha . Do đó cáp dẫn
đến các tầng chọn loại cáp 2 ruột đồng 2x50 + 25 mm
2
. Chọn ABE 203 ( dòng điện max
200) .
Tính tiết diện dây dẫn và CB cho nhánh rẽ vào chung cư :( 3 Pha)
+ Chọn K
n
=1
Cos ϕ
tb
=
)
30360
80007,0147208,040075,0360432065,02560
(4

cos +++++
=
Σ
Σ xxxx
x
P
P
ϕ
=
276,3)
30360
24878
(4 =x
Ta có : Ip = I
lv
=
507,163
376,3220
121440
==
xCosU
P
tbp
p
ϕ
A
[I] =
507,163=
n
lv

K
I
A
Vậy ta chọn dây cáp 2 ruột đồng đặt trong không khí , có f = 50 mm
2
, có [ I ] =
185 A ,. Tiết diện dây trung tính có thể chọn bằng 0,5 tiết diện dây pha . Do đó cáp dẫn
đến các tầng chọn loại cáp 2 ruột đồng 2x50 + 25 mm
2
. Chọn ABE 203 ( dòng điện max
200) .