Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (763.7 KB, 44 trang )

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Lời nói đầu
Hiện nay trên địa bàn các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí
Minh, thành phố Đà Nẵng… nhu cầu nhà ở là một vấn đề bức thiết. Vì vậy nên rất
cần thiết kế những khu chung cư cao tầng để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người
dân. Các khu chung cư cao tầng này được thiết kế và thi công theo các kĩ thuật tiên
tiến, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy và an toàn cao.
Hệ thống điện trong khu chung cư cao tầng có các đặc điểm cơ bản sau:
- Phụ tải phong phú đa dạng.
- Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao.
- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng.
- Không gian lắp đặt bị hạn chế và phải thoả mãn các yêu cầu mỹ thuật trong
kiến trúc xây dựng.
- Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng.
Khu chung cư cao tầng là hộ tiêu thụ loại II vì vậy cần phải thiết kế hệ thống
cung cấp điện chính xác. Việc cung cấp điện tốt đảm bảo cuộc sống sinh hoạt của
người dân và không thiệt hại về kinh tế. Thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp
điện của khu chung cư cao tầng là một nhiện vụ mới mẻ của người thiết kế.
Học xong môn cung cấp điện em nhận được đồ án môn học với đề tài “Thiết
kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng”. Với khả năng kiến thức của mình
và sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Nguyễn Quang Thuấn cùng các thầy cô giáo
trong bộ môn cung cấp điện đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án. Mặc dù đã cố
gắng rất nhiều song do hiểu biết còn hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh
khỏi những sai sót. Kính mong các thầy cô giáo góp ý thêm cho em để bản đồ án
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội ngày 21 tháng 12 năm 2015.
Người thực hiện
SV thực hiện: Phạm Duy Đức

Phạm Hùng Dương
Dương Đức Duy
1

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Nhận xét của giáo viên chấm phản biện
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

3. Thang máy tòa nhà 2x7,5kW (mỗi động hệ số tiếp điện định mức 60%)
3. Để cấp thoát nước và cấp nước cứu hỏa, tòa nhà bố trí bố trí trạm bơm 6x10kW
tại tầng hầm
5. Nguồn cấp 22kV cách tòa nhà 50m
B. Nhiệm vụ thiết kế
I. Thuyết minh
1. Tính toán nhu cầu phụ tải
1.1. Phụ tải căn hộ
1.2. Phụ tải chiếu sáng
1.3. Phụ tải động lực (máy bơm và thang máy)
1.4. Tổng hợp phụ tải

5

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

1.5 Nhận xét kết quả tính toán.
2. Xác định sơ đồ cung cấp điện tối ưu
2.1. Vạch sơ đồ các phương án cấp điện cho tòa nhà (Sơ bộ chọn vị trí đặt trạm
biến áp, máy phát điện dự phòng và các thiết bị điện cần thiết).
2.2. Đánh giá lựa chọn phương án cấp điện tối ưu cho tòa nhà.
2.3. Nhận xét
3. Chọn và kiểm tra thiết bị điện cho sơ đồ tối ưu
3.1. Tính toán ngắn mạch
3.2. Chọn và kiểm tra thiết bị điện cao áp
3.3. Chọn và kiểm tra thiết điện bị hạ áp (Kể cả các tủ điện phân phối)
3.4. Nhận xét đánh giá
4. Thiết kế trạm biến áp và máy phát điện dự phòng cấp điện cho tòa nhà

4.1. Tổng quan về nguồn cấp điện cho tòa nhà (TBA và Máy phát điện dự phòng)
4.2. Chọn phương án thiết kế (TBA) và máy phát điện dự phòng
4.3. Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt của TBA và máy phát điện dự phòng
4.4. Tính toán nối đất cho TBA (Có sơ đồ nối đất TBA cụ thể)
4.5. Nhận xét
5. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
5.1. Thiết lập sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng (trên sơ đồ mặt bằng căn hộ)
5.2. Chọn và kiểm tra các thiết bị của mạng điện căn hộ (theo sơ đồ nguyên lý
mạng điện căn hộ)
5.3. Kê thiết bị điện của căn hộ
5.4. Nhận xét kết quả tính toán
6

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

6. Lập dự toán công trình
6.1. Liệt kê thiết bị toàn bộ công trình
6.2. Lập dự toán công trình
6.3. Nhận xét
Kết luận
II. Bản vẽ
1. Sơ đồ mặt bằng chung cư với các vị trí tủ phân phối
2. Sơ đồ và kết quả so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án cấp điện cho tòa
nhà
3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư với đầy đủ mã
hiệu thiết bị
4. Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt TBA và máy phát điện dự
phòng. Sơ đồ hệ thống nối đất TBA

5. Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ bố trí thiết bị và dây dẫn của căn hộ điển hình.

7

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LẬP DỰ TOÁN CÔNG
TRÌNH
Chương I
XÁC ĐỊNH NHU CẦU PHỤ TẢI
1.1. Đặt vấn đề.
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên của
chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy. Tuỳ theo qui mô của công trình
mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng
phát triển của công trìnhtrong tương lai 5 năm, 10 năm hay lâu hơn nữa. Người
thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như : máy biến áp, dây
dẫn, các thiết bị đóng cắt bảo vệ…để tính các tổn thất công suất, điện áp …
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất và số lượng các máy…vì
vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rất quan trọng. Bởi vì nếu
phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các
thiết bị điện, có khi dẫn đến nổ nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải
thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây
lãng phí.
1.2. Phụ tải điện sinh hoạt
Trước hết ta xác định mô hình dự báo phụ tải: coi năm cơ sở là năm hiện tại
t0=0, áp dụng mô hình (1.22) trang 13 sách bài tập cung cấp điện- NXBKH&KT có
dạng Pt = P0 + P0α(t-t0) = P0(1+α(t-t0)) = 1,36(1+0.03t)
Các hộ gia đình có những thiết bị điện khác nhau lên ta lấy bình quân mỗi hộ

có P0 = 2,5 kW. Chu kì là 15 năm.
Phụ tải tính toán sẽ là phụ tải ở năm cuối của chu kì thiết kế. Suất phụ tải của
mỗi hộ gia đình ở cuối chu kì thiết kế là :
p0-15= 2,5x(1+0,03.15) = 3,625 (kW).
Tính toán tương tự cho các năm khác, kết quả cho trong bảng.
Để tiện chọn thiết bị ngoài việc xác định phụ tải tổng của toàn khu chung cư,
ta cần xác định phụ tải riêng của mỗi tầng. Hệ số đồng thời của mỗi tầng được xác
định theo biểu thức.
Trong đó:
pn = 0.35 là xác suất đóng trung bình của các thiết bị điện trong giờ cao
điểm ban ngày.
Pd = 0,7 là xác suất đóng trung bình của các thiết bị điện trong giờ cao điểm
ban ngày.
Ta có:
8

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

P n (1 − P n )
0,35(1 − 0,35)
n
n
k = p + 1,5
= 0,35 + 1,5
= 0,509
dt
n
20

ho

P d (1 − P d )
0,7(1 − 0,7)
k = p + 1,5
= 0,7 + 1,5
= 0,854
nho
20
d
dt

d

Công suất tính toán của mỗi tầng:
n
n
Ptan
= 0,509.3,625.20 = 36,902 (kW)
g = k dt . p 0 −15 .n
ho
d
d
Ptan
g = k dt . p 0 −15 .n ho = 0,854.3,625.20 = 61,915 (kW)

n

d

Ptang= Max( Ptan g ; Ptan g ) = Max(36,092;61,915) = 61,915 (kW)
Hệ số đồng thời của toàn chung cư với tổng số n = 20x 9 =180 hộ
P n (1 − P n )
0,35(1 − 0,35)
k = p + 1,5
= 0,35 + 1,5
= 0,403
n
180
n
dt

n

P d (1 − P d )
0,7(1 − 0,7)
k = p + 1,5
= 0,7 + 1,5
= 0,751
n
180
d
dt

d

Phụ tải sinh hoạt ngày và đêm của toàn chung cư:
n
Pshn = k dt . p 0−15 .n = 0,403.3,625.180 = 264,915 (kW)

Pshd = k dtd . p0−15 .nho = 0,751.3,625.180 = 490,027 (kW)

Pshn 264,915
= 0,540
Ta có tỉ lệ d =
Psh 490,027
Tra bảng 3.plBT tr.455 sách BTCCĐ-NXBKH&KT
Ta có hệ số công suất trung bình của phụ tải sinh hoạt là cosϕtb = 0,91.
1.3. Tính toán phụ tải động lực
a. Thang máy.
Chọn hệ số tiếp điện ε = 0,6
cosϕtm = 0,54; công suất của mỗi thang máy Pntm= 7,5 (kW)
Công suất của các thang máy quy về chế độ làm việc dài hạn là :
Ptm = Pntm . ε =7,5. 0,6 = 5,809 (kW)
9

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Đối với khu chung cư cao tầng có 2 thang máy với nhà cao 9 tầng, tra bảng 2
tr.732 sách CCĐ-NXBKH&KT ta có knctm = 0.9
Suy ra tổng công suất của 2 thang máy là
PΣtm= knctm.ΣPtm= 0,9.2.5,809 = 10.456 (kW)
Đối với thang máy có thể coi hệ số tham gia vào cực đại ở các giờ cao điểm
là như nhau và bằng 1, tức là P tmn =P tmd = 10.456 (kW)
→ Ptm= 10.456 (kW)
b. Bơm nước
Chọn công suất của mỗi máy bơm là 10 kW
Hệ số sử dụng ksd = 0,55 ; cos ϕ = 0,78 ;

Vì 6 máy bơm có công suất giống nhau nên hệ số nhu cầu của trạm bơm là:
1 − k sd
1 − 0,55
knc= ksd +
= 0,55 +
= 0,733
nb
6
Công suất tính toán của trạm bơm là:
Pb = kncnbPnbom = 0,733.6.10 =43,98 (kW)
Chọn hệ số tham gia cực đại ngày = 1, hệ số tham gia cực đại đêm = 0,55
Công suất tính toán ở các thời điểm cực đại:
- Ngày
Pbngay = 1.43,98 = 43,98 (kW)
- Đêm
Pbdem = 0,55. 43,98 = 24,189 (kW)
áp dụng phương pháp số gia ta có:
Công suất tính toán của nhóm động lực là:
 n 0, 04

  43.98  0,04

n
n   Pb 

 = 40.4
 − 0,41 = 10.456 + 43.98 
Pdl = Ptm + Pb 
−
0

,
41
  5 

 5 





(kW)
 d 0, 04

  24.189  0, 04

d
d   Pb 

 − 0,41 = 10.456 + 24.189 
Pdl = Ptm + Pb 
− 0,41 = 26.301 (kW)

 5 

 5 






Chọn Pb = 40.4 (kW)
Hệ số công suất của nhóm động lực:
∑ Pi cos ϕi Ptm . cos ϕtm + Pb . cos ϕb
=
Cosϕdl =
∑ Pi
Ptm + Pb
10.456.0,54 + 40,4.0,78
= 0,73 .
Cosϕdl =
10.456 + 40.4

10

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

1.4. Phụ tải chiếu sáng
a. Chiếu sáng trong nhà
Chọn suất phụ tải chiếu sáng p0= 10 (W/m2) (bảng 1.9 tr 230 Giáo trình
Cung cấp điện – ĐHCNHN) đối với đèn sợi đốt. Tuy nhiên thực tế ta hay dùng đèn
huỳnh quang nên ta chọn p0= 5 (W/m2)
Tống diện tích chiếu sang trong nhà của toàn tòa nhà là:
S= 20x9x84 = 15120 (m2)
Vậy công suất chiếu sáng là:
P1cs= S x p0 = 15120 x5 = 75600 (W) = 75.6 (kW)
b. Chiếu sáng bên ngoài
Chọn suất phụ tải chiếu sáng s 0 của hành lang bằng p0= 5 (W/m2) trong nhà
ta có:

Ta coi chiều dài của tòa nhà là 110m, chiều rộng của hành lang là 5m
Diện tích hành lang là Shl = 550 (m2)
• Vậy công suất chiếu sang hành lang là:
Pcshl = Shl x s0 = 550 x5 x9 =24750 (W) = 24,75 (kW)
• Coi tầng hầm có diện tích bằng 1 tầng với s0 = 5 (W/m2)
Stang ham= (8,1x2+5)x110 = 2332 (m2)
Công suất chiếu sáng tầng hầm là:
Ptang ham = Stang ham x p0 = 2332 x 5 = 11660 (W) = 11.66 (kW)
Tổng công suất chiếu sang bên ngoài là:
P2cs= Pcshl + Ptang ham = 24.75+ 11.66 = 36.41 (kW)
1.5. Tổng hợp phụ tải
Ta có: tổng công suất chiếu sáng
Pcs= kdt. (P1cs + P2cs) = 1.(75,6+ 36.41) = 112.01 (kW)
Hệ số đồng thời của hai nhóm phụ tải chiếu sáng đều bằng 1, kdt=1
Suy ra: phụ tải tổng hợp của toàn chung cư xác định theo phương pháp số
gia
Bảng 3.2. Số liệu về phụ tải tính toán của các nhóm ở các giờ cao điểm
Công suất ở Phụ tải sinh hoạt
giờ
Pshn
Pshd
cao điểm (kW)
264.915 490.02
7

Động lực

Chiếu sáng

Pdln

Pdld

Pcsn

40.
4

26.30
1

0

Pcsd
112.01

11

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Công suất tính toán của hai nhóm động lực và chiếu sáng
Pdln&cs = Pdln = 40.4 (kW)

Pcsd 0,04
112,01 0, 04
P
= P + P .(( ) − 0,41) = 26,301 + 112,01.((
) − 0,41)

5
5
= 107,22(kW)
Số gia của phụ tải và chiếu sáng ở các thời điểm cực đại:
d
dl &cs

∆P

d
dl &cs

d
dl

=P

d
cs

d
dl &cs

  P d  0,04

  107,22  0,04

dl
&
cs


 = 107,22 
 = 80,919( kW )

−
0
,
41
−
0
,
41

 5 

  5 






  P n  0, 04

  40,4  0, 04

n
n
dl &cs



 = 27,358( kW )
 − 0,41 = 40.4. 
∆Pdl &cs = Pdl &cs 
−
0
,
41
  5 

 5 





Công suất tổng hợp của toàn chung cư:

PΣn = Pshn + ∆Pdln&cs = 264,915 + 27,358 = 292,273(kW )

PΣd = Pshd + ∆Pdld&cs = 490,027 + 80.919 = 571,126(kW )
Như vậy công suất tính toán là:
Ptt = max ( PΣn ; PΣd ) = max(292,273 ; 571,126) = 571,126 (kW)
Coi hệ số công suất của phụ tải chiếu sáng bằng 1 ta có hệ số công suất tổng là:

∑ Pi .Cosϕi
Cos ϕ Σ =
∑ Pi

=

Pshd . cos ϕ tb + Pdln . cos ϕ tb + Pcs . cos ϕ tb

Pshd + Pdln + Pcs
490,027.0.91 + 40.4.0,73 + 112,01.1
= 0,91
Cos ϕΣ =
490,027 + 40,4 + 112,01
Vậy công suất biểu kiến là:
Ptt
571,126
=
= 627,610( kVA)
Stt =
CosϕΣ
0,91

Qtt = Ptt . tg ϕΣ = 571,126.tg 230 = 242,428( kVAr )

12

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

1.6 Nhận xét kết quả tính toán:
Kết quả trên chỉ là gần đúng do nhu cầu dùng điện của mỗi hộ là khác nhau và mức
độ sử dụng các thiết bị trong thực tế cũng khác.

13

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
2.1 Sơ đồ các phương án cấp điện cho tòa nhà.
- Vị trí của máy biến áp, tủ phân phối tổng và máy phát điện dự phòng, máy bơm là
ở tầng hầm của tòa nhà để thuận tiện cho bảo quản và vận hành sửa chữa.
-Động cơ thang máy đặt trên nóc nhà để thuận tiện cho hoạt động.
* Các phương án cấp điện cho tòa nhà: Ta chọn sơ đồ cấp điện kiểu hình tia để
đảm bảo thuận tiện cấp điện là tối ưu và thuận tiện cho việc vận hành sửa chữa
nhất.

- Chọn dây dẫn đến các tầng sinh hoạt
Có thể thực hiện theo hai phương án:
Phương án 1: mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập
Phương án 2: chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng.
2.3. Nhận xét
Ta thấy cả 2 phương án đều đạt yêu cầu về chất lượng điện cung cấp, song ở
phương án 2 yêu cầu chi phí thấp hơn và dễ dàng cho việc thi công lắp đặt hơn nên
chúng em chọn phương án 2.

14

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Hình 2.1- Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho tòa nhà 9 tầng.

15

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

CHƯƠNG III
3.1. Tổng quan về nguồn cấp điện cho tòa nhà (TBA và Máy phát điện dự
phòng)
Nguồn cấp điện cho tòa nhà bao gồm 2 nguồn là: nguồn điện chính 22kV (trung
áp) từ lưới điện quốc gia và một nguồn dự phòng phục vụ cho phụ tải nhạy cảm
( phụ tải động lực và chiếu sáng công cộng)
3.2. Chọn phương án thiết kế (TBA) và máy phát điện dự phòng.
* Sơ bộ vị trí máy biến áp:
-Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành
cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay
máy biến áp, gần các đường vận chuyển ....)
+ Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính
của xí nghiệp.
+ Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có
khả năng phòng cháy nổ tốt.
Từ những điều kiện trên ta chọn vị trí máy biến áp và máy phát điện ở tầng hầm
của toàn nhà.
* Chọn máy biến áp:
Vì máy biến áp đạt trong tầng hầm tòa nhà nên ta coi tổn thất từ máy biến áp tới
các tủ phân phối là không đáng kể so với công suất tiêu thụ của toàn nhà.
Công suất biểu kiến của tòa nhà là: Stt = 627,610 (kVA).
VÌ nguồn cấp có U= 22kV nên ta chọn máy biến áp 3 pha do ABB sản xuất có

Sđm= 630 (kVA) ( tra bảng phụ lục 6 giáo trình Cung Cấp Điện – ĐHCNHN).
* Chọn máy phát điện dự phòng:
Tuy là loại hộ tiêu thụ loại 3 được phép mất điện trong một khoảng thời gian, tuy
nhiên để đảm bảo nhu cầu sinh hoạt tối thiểu và đảm bản an toàn, an ninh phụ tải
động lực và chiếu sáng bên ngoài vẫn phải đảm bảo có điện.
Ta có:
Công suất tính toán của chiếu sáng bên ngoài là: P 2cs= 36,41 (kW). Hệ số đồng thời
kđt = 1 nên công suất biểu kiến là S2cs = 36,41 (kVA).
Công suất tính toán của phụ tải động lực là: Pđl = 40,4.
40,4
= 55.342( kVA)
Hệ số công suất là Cosϕdl = 0,73 cho nên Sđl =
0,73
2cs

đl

Vậy công suất biểu kiến là S = S + S = 36.41 + 55.342 = 91.752 (kVA).
Chọn máy phát điện có công suất biểu kiến là 100 (kVA).

16

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

3.3. Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt của TBA và máy phát điện dự phòng

Hình 3.1 - Sơ đồ nguyên lí trạm biến áp

17

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Hình 3.1- Mặt bằng của trạm biến áp và máy phát điện dự phòng.

Hình 3.3- Mặt cắt của trạm biến áp và máy phát điện

18

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Hình 3.4 - Sơ đồ nguyên lí máy phát điện

19

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Hình 3.5 -Sơ đồ nguyên lí mạch ATS cho máy phát điện

20

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15

Mã đề tài: CC1

Hình 3.6 - Sơ đồ đấu dây mạch ATS
3.4. Tính toán nối đất cho TBA (Có sơ đồ nối đất TBA cụ thể)
Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ
tiêu thụ. Vì vậy đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên
diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với các thiết bị điện. Cách điện
của các thiết bị điện bị chọc thủng, người vận hành không tuân theo qui tắc an
toàn… đó là những nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn bị điện giật. Sét đánh trực
tiếp hoặc gián tiếp vào thiết bị điện không những làm hư hỏng các thiết bị điện mà
còn gây nguy hiểm cho người vận hành. Vì thế trong hệ thống cung cấp điện nhất
thiết phải có biện pháp an toàn có hiệu quả và tương đối đơn giản là thực hiện việc
nối đất và đặt các thiết bị chống sét.
Tai nạn điện giật thường xảy ra do người vận hành vô ý chạm phải bộ phận
mang điện hoặc do tiếp xúc với các bộ phận của các thiết bị điện bình thường
21

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

không mang điện nhưng do cách điện bị hỏng trở nên có điện. Để tránh điện giật
người ta thực hiện việc nối đất các bộ phận có thể bị mang điện khi cách điện bị
hỏng thông thường các vỏ máy bằng kim loại đều phải nối đất.
Hệ thống nối đất cho chống sét và hệ thống nối đất cho thiết bị nhằm đảm
bảo an toàn cho người vận hành hoàn toàn riêng rẽ nhau.
Như đã biết, điện trở nối đất cho phép đối với trạm biến áp có công suất >
100 kVA là Rtđ = 4Ω, giả định điện trở suất của vùng đất là 1. 10 2 ( Ωm). Ta coi
hệ số mùa là Km= 2
Do không có hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở của hệ thống tiếp địa

nhân tạo.
Dự kiến ta dùng hệ thống nối đất hỗn hợp gồm nhiều các cọ thép góc 90 0
60x60x6mm dài 2,5m chôn thẳng đứng theo hình mạch vòng hình chữ nhật, mỗi
cọc cách nhau 5 m xung quang trạm biến áp. Thanh ngang là thép dẹt 40x5mm đc
chôn ở độ sâu là 0,8 m.
Tính toán nối đất: Theo công thức trong giáo trình Vật liệu điện và An toàn
điện trang 170 của ĐHCNHN.
Chiều dài cọc là 2,5m.
Độ chôn sâu của cọc là: t = 0,8 +

= 2,05 (m).

Đường kính cọc là: d = 0,95 x 0,o6 = 0,057 (m).
Điện trở : ρ = ρđo. Km = 1x102 x 2= 200 (Ωm).
• Công thức của điện trở của cọc là:

ρ  2l 1
4t + l 
×  ln + × ln

2πl  d 2
4t − l 
Thay số vào ta đc Rc= 61 (Ω).
Rc =

Sơ bộ số cọc cần dùng là: n

=15,25

Tra bảng 5.4 trang 172 giáo trình Vật liệu điện và An toàn điện trang

170 của ĐHCNHN ta chọn dùng là 20 cọc, η t=0,32, η c= 0,64,K =1 ( hình
vuông)
• Công thức điện trở của thanh là:

ρ
KL2
Rt =
× ln
2πL
t.d
Trong đó d=

b 0.004
=
= 0.002 (m)
2
2
22

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

L= 5x20 = 100(m).
Thay số vào ta đc Rt= 5.5(Ω).
• Như vậy điện trở của hệ thống nối đất là:
Rt.Rc
Rht=
η t.Rc + nη cRt
Thay vào ta đc Rht= 3.73 (Ω) ˂ Ryc= 4(Ω).

Ta có sơ đồ bố trí cọc hệ thông nối đất sau:

Hình 4.6 - Sơ đồ hệ thống nối đất của trạm biến áp.

Thanh ngang

Cọc đứng

23

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

CHƯƠNG IV: CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN CHO SƠ ĐỒ
4.1. Tính toán ngắn mạch

Hình 4.1. Sơ đồ tính toán ngắn mạch
Có thể coi MBA hạ áp là nguồn (vì được nối với hệ thống cơ công suất vô cùng
lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, Xht = 0
Ta có:

IN = I’’ =I∞

ở mạng hạ áp, khi tính toán ngắn mạch phải xét đến điện trở của tất cả các
phần tử trong mạng như MBA, dây dẫn, cuộn sơ cấp của máy biến điện BU…
Ta có

Ucb =1,05.Uđm = 1,05.0,38 = 0,4 (kV)

Máy biến áp có các thông số sau:
SBA = 630 (kVA), ∆PN = 8 (kW); UN% = 4%
Xác định điện trở của các phần tử tính trong hệ đơn vị có tên
Máy biến áp:
R BA =

2
ΔPN .U dm
.10 3 8.10 3.0,4 2.10 3
=
= 3.224(mΩ)
2
S dm
630 2

Ur % =

ΔPN
8000
=
= 1,26%
10.S dm 10.630

U x % = U N2 % − U r2 % = 4 2 − 1.26 2 = 4,193%

X BA

2
10.U x %.U dm
10.4,193.0,4 2 3

3
=
.10 =
10 = 10.648(mΩ)
2
630
S dm

2
2
Z BA = X BA
+ R BA
= 10.468 2 + 3.224 2 = 10.953(mΩ )

24

Nhóm 3 Lớp TDDH1 – K15
Mã đề tài: CC1

Rd1 = 0,17.45 = 7,65 (mΩ)
Xd1 = 0,06.45 = 2,7 (mΩ)
Rd2 = 1,25.42 = 52,5 (mΩ)
Xd2 = 0,07.42 = 2,94 (mΩ)
Điện trở ngắn mạch tại điểm N1 là:
Zk1 =

Z BA 10.953
=
= 5.476(mΩ)

2
2

Thành phần chu kì của dòng điện ngắn mạch ba pha:
( 3)
I CK
1 =

1000U CB
3.Z k1

=

1000.400
= 42173( A)
3.5.476

Hằng số thời gian

Ta =

X BA
10.468
=
= 0,010
ωR BA 314.3.224

Tra theo đường cong kxk Hình 7-21 Tr.228 sách CCĐ- NXBKH&KT
Ta có ứng với Ta = 0,0071 thì kxk1 = 1,24
Dòng điện xung kích:

ixk1 =

2 .k xk1 I ck( 31) = 2 .1,24.42173 = 73955(kA)

Giá trị hiệu dụng cực đại của dòng điện ngắn mạch khi kxk < 1,3
Ta có:

I xk1 = 1 +

Ta 3
0,01
I ck1 = 1 +
.73955 = 90576(kA)
0,02
0,02

Công suất ngắn mạch là:

S k1 = 3.U cb .I xk 1 = 3.0,4.90576 = 62,752( MVA)
Tính toán tương tự cho các điểm N2 và N3
4.2. Chọn và kiểm tra thiết bị điện cao áp
4.2.1- Chọn cầu chì cao áp
Chức năng của cầu chì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
25

Thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về