thiet ke cung cap dien cho 1 chung cu

Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

MC LC

60

N THIT K CUNG CP IN
Mt chung c cao tng gm : 26 tng
- Tng 1, gm nh xe: din tớch 40x40m2, phũng mỏy bm gm cú
2 mỏy, mt mỏy chớnh 27,5kw, mt mỏy d phũng 11,6kw, phũng
k thut t cỏc t in ly in t trm bin ỏp vo v ly in t
mt mỏy phỏt d phũng 250KVA
- Tng 2 : siờu th din tớch 50x50m2, cụng sut iu hũa 75kw
- Tng 3- 26 l chung c, mt tng cú 10 cn h, mi cn h cú 1
phũng khỏch 18m2, 2 phũng ng 15m2, 1 phũng bp 10m2, 2 phũng
v sinh 6m2, cụng sut hnh lang ca tng 5% cụng sut 1 tng
- Thang mỏy gm 2 bung cụng sut 35kw
Ngun in c ly t im u 10kv bờn ngoi tũa nh, rónh cỏp ngm dn
vo phũng k thut di 140m
Nhiệm vụ thiết kế
1. Xác định phụ tải tính toán của tòa nhà
2. Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

SVTH: Nhúm 20

Page 1


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

3. Lựa chọn thiết bị điện : Máy biến áp, tiết diện dây dẫn, thiết bị phân phối,
thiết bị bảo vệ, đo lờng vv.
4. Xác định các tham số chế độ của mạng điện : U, P, A, U2 ( bng tay
v phn mm)
5. Tính toán nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha), ( bng tay v phn mm)
6. Tính toán dung lợng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cos2.
=0,95( bng tay v phn mm)
7. Dự toán công trình điện.

LI NểI U

Ngy nay, vi s phỏt trin mnh m ca cỏc ngnh kinh t. Đặc biệt nớc
ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc và ngày càng có
nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất...đợc xây dựng. Đồng thời để nâng cao mức
sống, tiện nghi sinh hoạt của ngời dân thì việc xây dựng các khu chng c mới để
phục vụ nhu cầu cuộc sống là hết sức cần thiết. Vì vậy việc thiết kế hệ thống
cung cấp điện cho các khu chung c là một vấn đề đang đợc ngành điện quan tâm
đúng mức, bởi vì mỗi đề tài thiết kế, mỗi nội dung tính toán đều vạch ra cho
chúng ta những phơng án, những hạn chế và những điểm mạnh của từng công
trình. Trong đó nổi bật lên hai chỉ tiêu cơ bản là chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ
thuật.
* Về kinh tế:
- Tiết kiệm vốn đầu t.
- Sử dụng ít nhất kim loại màu.
- Đảm bảo chi phí vận hành nhỏ nhất.
* Về kỹ thuật:
- Phải đảm bảo chất lợng điện năng.

- Cung cấp điện phải liên tục và an toàn.
SVTH: Nhúm 20

Page 2


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

- Phải linh hoạt dễ dàng trong vận hành và không gây nhầm lẫn khi
sử dụng, khi sự cố.
- Phải chú điều kiện phát triển trong tơng lai.
Để quá trình thiết kế tính toán và trình bầy trình tự chặt chẽ về nội
dung ta chia ra làm các chơng sau:
Chng 1 : Gii thiu ph ti chung c cao tng
Chng 2 : Xỏc nh ph ti tớnh toỏn cho ton chung c
Chng 3 : La chn thit b in cho chung c
Chng 4 :Xỏc nh cỏc tham s ch ca mng in
Chng 5 :Tớnh toỏn ni t cho trm bin ỏp
Chng 6 :Tớnh toỏn dung lng bự ci thin h s cụng sut.
Chng 7 : D toỏn cụng trỡnh in
CHNG 1 :GII THIU PH TI CHUNG C CAO TNG
1.1 Gii thiu chung
Chung c cao tng c thit k nhiu tng vi nhiu mc ớch khỏc nhau
nh lm ch xe, phũng ,trung tõm siờu th ,vỡ vy vn cung cp in
cng rt quan trng v vic cung cp in an ton tin cy s gúp phn vo vic
nõng cao cht lng dch v cuc sng ca cỏc h dõn.
Do ú,khi thit k phi tớnh toỏn c tng cụng sut tiờu th in ca
ton khu chung c,t ú ta chn la c dung lng ca mỏy bin ỏp, mỏy

phỏt in v cỏc thit b úng ct bo v hp lý. Trong cụng tỏc thit k cung
cp in vic u tiờn ca ngi thit k l phi thng kờ cỏc s liu cn thit
phc v cho quỏ trỡnh tớnh toỏn. i vi khu chung c ta kho sỏt s liu c th
ca tng phũng, t ú xỏc nh c ph ti tớnh toỏn ca tng tng,ph ti tớnh
toỏn ca tũa nh. T ú ta la chn phng ỏn cung cp in hp lý v la chn
cụng sut mỏy bin ỏp, tớnh toỏn thit din dõy dn cng nh thit b úng ct
bo v sao cho m bo kớ thut,an ton, m quan v kinh t. Sau õy,chỳng em
xin c tớnh toỏn,thit k cung cp in cho chung c cao tng.
SVTH: Nhúm 20

Page 3


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

Chung cư trong đề tài thiết kế gồm 26 tầng :
Tầng 1, gồm nhà để xe: diện tích 40x40m2, phòng máy bơm gồm có
2 máy, một máy chính 27,5kw, một máy dự phòng 11,6kw, phòng
kỹ thuật đặt các tủ điện lấy điện từ trạm biến áp vào và lấy điện từ
một máy phát dự phòng 250KVA.
2
- Tầng 2 : siêu thị diện tích 50x50m , công suất điều hòa 75kw
- Tầng 3- 26 là chung cư, một tầng có 10 căn hộ, mỗi căn hộ có 1
phòng khách 18m2, 2 phòng ngủ 15m2, 1 phòng bếp 10m2, 2 phòng
vệ sinh 6m2, công suất hành lang của tầng 5% công suất 1 tầng.
- Thang máy gồm 2 buồng công suất 35kw
Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 10kv bên ngoài tòa nhà, rãnh cáp ngầm dẫn
vào phòng kỹ thuật dài 140m.

-

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CHUNG CƯ
2.1 Đặt vấn đề.
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu
tiên là xác định phụ tải tính toán của công trình đó. Tùy theo quy mô của công
trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể
đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5,10 năm hoặc lâu hơn
nữa. Như vậy xác định phụ tải tính toán là giải bài toán dựa vào phụ tải ngắn hạn
hoặc dài hạn.
Người thiết kế thường chỉ quan tâm những phương pháp dự báo phụ tải
ngắn hạn còn dự báo phụ tải dài hạn đó là một vấn đề lớn rất phức tạp. VÌ vậy ta
thường không quan tâm hoặc nếu có thì chỉ đề cập tới một số phương hướng
chính mà thôi.
Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi
công trình đó đi vào vận hành. Phụ tải thường được coi là phụ tải tính toán.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn kiểm tra các thiết bị trong hệ
thống cung cấp điện như :máy biến áp,dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ…
Tính toán tổn thất công suất,tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung
lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuocj vào nhiều yếu tố
SVTH: Nhóm 20

Page 4


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

nh cụng sut, s lng, ch d lm vic ca cỏc thit b in, trỡnh v

phng thc vn hnh h thng Nu ph ti tớnh toỏn xỏc nh c nh hn
ph ti thc t thỡ s lm gim tui th ca cỏc thit b in,cú kh nng dn n
s c,chỏy nNgc li, nu ph ti tớnh toỏn c xỏc nh ln hn ph ti
thc t, thỡ cỏc thit b in c chn s d tha cụng sut lm ng vn u
t, gia tng tn thtCung vỡ vy ó cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu v phng
phỏp xỏc nh ph ti tớnh toỏn, song cho n nay vn cha cú c phng
phỏp no hon thin. Nhng phng phỏp cho kt qu tin cy thỡ quỏ phc
tp, khi lng tớnh toỏn v lng thụng tin ban u ũi hi quỏ ln v ngc
li, nhng phng phỏp n gin, khi lng tớnh toỏn ớt hn thỡ ch cho kt qu
gn ỳng. Sau õy chỳng em s i xỏc nh ph ti tớnh toỏn cho cỏc i tng
ca chung c cao tng.
2.2 Cỏc phng phỏp xỏc nh ph ti tớnh toỏn
2.2.1. Phng phỏp xỏc nh PTTT theo h s nhu cu
Ptt = knc .Pđ
Trong đó:
knc- hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ - công suất đặt của thiết bị.
2.2.2. Phng phỏp xỏc nh PTTT theo cụng sut trung bỡnh
Ptt = khd .Ptb
Trong đó:
khd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW).
t

P(t )dt
0

Ptb =

SVTH: Nhúm 20

t

=

A
t

Page 5


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

2.2.3. Phng phỏp xỏc nh PTTT theo cụng sut trung bỡnh v lch
ca th ph ti khi giỏ tr trung bỡnh
Ptt = Ptb
Trong đó:
Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW).
- độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
- hệ số tán xạ của .
2.2.4. Phng phỏp xỏc nh PTTT theo cụng sut trung bỡnh v h s cc
i
Ptt = kmax.Ptb = kmax. ksd.Pđ
Trong đó:
Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW).
kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ Kmax = f (nhq, ksd)
ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.
nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả.

Pđ - công suất đặt của thiết bị, (kW).
2.2.5. Phng phỏp xỏc nh PTTT theo sut tiờu hao in nng cho mt
n v sn phm

Ptt =

a0M
Tmax

Trong đó:
a0 - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (kWh/đvsp).
M - số sản phẩm sản xuất đợc trong một năm.
Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h).

SVTH: Nhúm 20

Page 6


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

2.2.6 Phng phỏp xỏc nh PTT theo sut chiu sỏng trờn n v din tớch
Ptt = p0 .F
Trong đó:
p0 - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (W/m2).
F - diện tích bố trí thiết bị, (m2).
2.2.7. Phng phỏp tớnh trc tip
Trong các phơng pháp trên, các phơng pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh nghiệm

thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy
nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phơng pháp còn lại đợc xây dựng trên
cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính
xác hơn nhng khối lợng tính toán lớn và phức tạp.
Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có đợc về phụ tải, ngời
thiết kế có thể lựa chọn các phơng pháp thích hợp để xác định PTTT.
Trong đồ án này với khu nhà chung c, trên cơ sở mặt bằng kiến trúc, công
năng sử dụng của căn hộ, xác định đợc những thiết bị điện sử dụng trong tòa
nhà.
Với công trình nhà ở cao tầng có các công thức tính phụ tải:
a. Phụ tải tính toán của toàn bộ các căn hộ trong nhà ở P CH tính theo công
thức:

Trong đó:
Pch:công suất phụ tải tính toán (KW) cho mỗi căn hộ xác định theo
bảng 1.
n : số căn hộ trong ngôi nhà.
SVTH: Nhúm 20

Page 7


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

Bảng 1. Suất phụ tải tính toán của căn hộ.
Đặc điểm căn hộ

Có bếp điện

Có các loại bếp
khác

Suất phụ tải tính toán (KW) khi số căn hộ
1 đến
3

5

10

20

30

40

60

100 trở
lên

4

2,48

1,88

1,6

1,4

1,32

1,2

1,12

2,5

1,75

1,55

1,55

1,12

1,07

1,05

1,02

b. Phụ tải tính toán cho nhà ở (gồm phụ tải tính toán các căn hộ và các
thiết bị điện lực) PNO tính theo công thức:
PNO = PCH + 0,9PĐL
Trong đó:
PĐL: phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực trong nhà, (KW).
c. Phụ tải tính toán của các thiết bị điện lực (KW) đợc tính nh sau:

* Với các động cơ điện máy bơm, các thiết bị thông gió, cấp nhiệt và các
thiết bị vệ sinh khác, lấy tổng công suất đặt tính với hệ số công suất bằng 0,8 và
hệ số yêu cầu nh sau:
1 - khi số động cơ điện từ 1 đến 3
0,8 - khi số động cơ điện lớn hơn 3.
e. Khi thiết kế lới điện nhóm chiếu sáng công trình công cộng nh: khách
sạn, ký túc xá, các phòng sử dụng chung cho ngôi nhà (gian cầu thang, tầng
hầm, tầng giáp mái, ...) cũng nh các phòng không dùng để ở nh các cửa hàng,
gian hàng, kho, xởng, các xí nghiệp dịch vụ phục vụ sinh hoạt đời sống, các
phòng hành chính quản trị ... phải lấy phụ tải tính toán theo tính toán kỹ thuật
chiếu sáng với hệ số yêu cầu bằng 1.
f. Phụ tải tính toán của lới điện cung cấp cho các ổ cắm điện:

SVTH: Nhúm 20

Page 8


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

P0C (khi không có số liệu về các thiết bị điện đợc cấp điện cho các ổ cắm
này) với mạng điện hai nhóm trở lên (nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm), tính theo
công thức sau:
P0C = 300.n

(W)

Trong đó:

n: số lợng ổ cắm điện.
Phụ tải tính toán đợc phân thành hai loại chính sau:
*Phụ tải u tiên
*Phụ tải không u tiên
2.3 Xỏc nh ph ti u tiờn
Phụ tải u tiên gồm có: Thang máy, bơm cứu hỏa, bơm nớc sinh hoạt, bơm
nớc thải, chiếu sáng hành lang, cầu thang các tầng, cấp điện tầng hầm và tầng 1
khu dịch vụ.
Phụ tải này ngoài nguồn điện nối từ lới điện còn có nguồn dự phòng.
Nguồn dự phòng ở đây sử dụng máy phát điện dự phòng.
Công suất, số lợng của thang máy và các loại bơm của phụ tải u tiên đợc
cho trớc ở dạng công suất đặt.

2.3.1. Ph ti thit b
*. Công suất tính toán tác dụng của thang máy là:
PTM = PT.KNC.n
Trong đó:
PT: công suất đặt của 1 thang máy
KNC : hệ số nhu cầu(lấy KNC= 0,8)
n : số thang máy
PTM = 35.0,8 = 28 (KW)
- Công suất tính toán phản kháng của thang máy là:
QTM = PTM. tg
Tra tài liệu cung cấp điện ta có cos = 0,8
Với cos = 0,8 ta có sin = 0,6

SVTH: Nhúm 20

Page 9

Bi Tp Ln Cung Cp in

Vì sin =

1 cos 2

1 cos 2 0,6
=
= 0,75
cos
0,8

sin
cos
tg =

GVHD: Ninh Vn Nam

=

Vậy: QTM = PTM . tg = 28 . 0,75 = 21 (KVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của thang máy là:
STM =

2
2
PTM
+ QTM
= 28 2 + 212 = 35 KVA

Cụng sut tớnh toỏn tỏc dng ca h thng mỏy bm :
Chn
Vy cụng sut tớnh toỏn ca phũng mỏy bm s l :
Công suất tính toán phản kháng của hệ thống máy bơm là:
QB = PB. tg
Với cos = 0,8 ta có tg = 0,75
Vậy: QB = PB . tg = 31,28 . 0,75 = 23,46 KVAr
- Công suất tính toán toàn phần của hệ thống máy bơm là:
SB =

PB2 + QB2 = 31,28 2 + 23,462 = 39,1KVA

Mặt bằng tầng 1 bao gồm các chức năng nh: khu vực gara, phòng máy bơm,
phòng kỹ thuật .
Dựa vào bảng 1.9 trang 230 sách giáo trình cung cấp điện của trờng đại học
công nghiệp Hà Nội, ta có phụ tải trung bình của gara là p0 = 10 - 15 W/m2, và
Ksd= 0,8. Vậy chọn
Từ đây ta có thể tính toán công suất tính toán dự tính tối thiểu của gara là :

ksd.p0.F = 0,8.10.40.40 = 12800 W = 12,8(kW)
Phũng k thut cú din tớch nh,ta s chn din tớch ca phũng k thut l
F= 5x6 . Tra bng ta cú cụng sut chiu sỏng ca phũng k thut l :
Vy cụng sut chiu sỏng ca phũng k thut s l :

SVTH: Nhúm 20

Page 10

Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

Stt kt= 487,2 VA
Vy cụng sut tớnh toỏn chiu sỏng cho tng 1:

2.3.2. Ph

ti tớnh toỏn ca tng 2
Tầng 2 của tòa nhà là siêu thị bao gồm khu thơng mại, dịch vụ, khu vực này
có diện tích 50x50 =2500m2. Ngoài ra tầng này còn có các phòng chức năng khác
nh: phòng trực, phòng quản lý. Dựa vào bảng 1.6 trang 229 sách giáo trình cung cấp
điện của trờng đại học công nghiệp hà nội, ta có phụ tải sinh hoạt trung bình siêu thị
là p0 = 20 - 27 W/m2, và Ksd= 0,8. Từ đây ta có thể tính toán công suất tính toán dự
tính tối thiểu cha kể điều hòa là :
PttT2=ksd.p0.F = 0,8.20.50.50 = 40000 W = 40(kW)
Theo đầu bài ta có công suất điều hòa là 125 (kW),do vậy tổng công suất dự tính
của tầng là : Pdt = 40 + 75 =115 (kW)
2.4 Xỏc nh ph ti khụng u tiờn
Phụ tải không u tiên bao gồm các thiết bị điện dùng trong các căn hộ chung
c nh: chiếu sáng hành lang, bếp điện, bàn là, ấm đun nớc, tủ lạnh, quạt, máy giặt,
bình nóng lạnh, điều hòa nhiệt độ, tivi, đài, ...
Từ tầng 3 đến tầng 26 của chung c có mặt bằng giống nhau nên ta chỉ cần
tính điển hình tầng 3. Tầng 3 có 10 căn hộ cao cấp, do đó để xác định đợc công suất
tính toán 1 tầng, ta cần xác định đợc công suất của 1 căn hộ xong dựa vào đó ta có
thể tính đợc công suất tính toán của toàn bộ 1 tầng và toàn bộ chung c. Theo đầu bài
ta có diện tích của 1 căn hộ là : F = 18 + 2.15 + 10 + 2.6 = 70 m2
Dựa vào bảng 1.6 trang 229 sách giáo trình cung cấp điện của trờng đại học công
nghiệp hà nội, ta có phụ tải trung bình của căn hộ là p 0 = 19 - 32 W/m2, và Ksd=

0,8.Từ đây ta có thể tính toán công suất tính toán dự tính tối thiểu cha kể điều hòa,
chuông cửa, bình nóng lạnh là :

Pch=p0.F =20.70 = 1400W=1,4 (kW)
Tớnh toỏn ph ti cho 1 tng l : (chn h s nhu cu

SVTH: Nhúm 20

Page 11


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

Vậy công suất tính toán từ tầng 3 đến tầng 26 sẽ là :

=282,24 (kW)
Phụ tải tính toán của toàn chung cư là:

Chương 3
CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ ĐI DÂY CHO CHUNG CƯ
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
+ Phương án dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV.
SVTH: Nhóm 20

Page 12


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

.
Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có
trước một giá trị

x 0 = 0,4 Ω / km

γ

= 32Ω.m/mm2 .cho

. Hao tổn điện áp cho phép là ΔUcp = 1,25%.

a) Phương án :
Giá trị hao tổn điện áp cho phép:

∆Ux1% =

Q∑ .x0 .L
U2

. 100 =

76,386 .0,4.140
10 2.10 6

.100 = 0,0004

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:
∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,25 – 0,0004 = 1,2496 %
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:
P .L
∑
γ .∆U r1%' .U 2

.263,4.140
32.1,2496.10 2

F1 =
=
= 9,22 mm2
Theo điều kiện về độ bền cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải là 25
mm2 vậy ta chọn cáp 25mm2 có r01 = 1,24 và x01=0,135 theo [bảng 23.pl]
Hao tổn điện áp thực tế
∆U1% =

P∑ .r01 + Q∑ .x01
.L.100
U2

263,4.1,24 + 76,386 .0,135
10 2.106

=
.67.100 = 0,0225% < 1,25%
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.

3.1.2 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 = 32 m, trong tổng số hao tổn điện áp
cho phép 4,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:
- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng.

SVTH: Nhóm 20

∆U cf 1 = 2%

Page 13


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

- T t phõn phi tng n t phõn phi cỏc tng.

- T t phõn phi cỏc tng n cỏc h gia ỡnh.
D nh chn dõy cỏp lừi ng cú dn in

U cf 2 = 1,25%

U cf 3 = 1,25%

= 54m.mm 2 /

x 0 = 0,1 / km

S b chn
, xỏc nh thnh phn hao tn in ỏp phn khỏng
Q .x0 .l1
76,384 .0,1.32
2
U
380 2
Ux1% =
.100 =
.100 = 0,169 %
Thnh phn hao tn in ỏp tỏc dng
Ur1% = Ucf1% - Ux1% = 2 0.169 = 1,831 %
Tit din dõy dn ca ng dõy cung cp cho t phõn phi tng c xỏc nh theo
biu thc
P .l1 .10 5
263,4.32.10 5
.U r1' .U 2
54.1,7.380 2

F1 =

=

= 63,58 mm2

Vy ta chn cỏp ng(Cu) XLPE-70 mm2 cú r0= 0,37 v x0= 0,063
Hao tn in ỏp thc t:

P .r0 + Q .x0
263,2.0,37 + 76,386 .0,063
.l1 .100 =
.32.100 = 1,26% < 2%
2
U
380 2

U1 =
Nh vy cỏp ó chn m bo yờu cu v cht lng in ỏp.

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc công trình ta có thể đa ra nhiều phơng án cung
cấp điện khác nhau. Nhng ta nhận thấy một phơng án cung cấp điện đợc coi là
hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu đặt ra sau đây:
- Vốn đầu t xây dựng và phí tổn hàng năm thấp.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao.
- An toàn tiện lợi cho vận hành và sửa chữa.
Khi chúng ta cung cấp điện cho một khu nhà cao tầng thì phơng án cung cấp
điện bao gồm những vấn đề chính sau:

- Cấp điện áp

- Sơ đồ tuyến dây
- Vị trí đặt trạm biến áp
Đó là những vấn đề hết sức quan trọng bởi vì xác định đúng đắn và hợp lý những
vấn đề đó sẽ ảnh hởng trực tiếp tới vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của
SVTH: Nhúm 20

Page 14


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

hệ thống cung cấp điện. Vì vậy để xác định đợc phơng án cung cấp điện hợp lý
nhất ta phải khảo sát toàn bộ mặt bằng thực địa của khu nhà cao tầng, các dữ liệu
liên quan đến công việc thi công sau này. Phải đa ra các phơng án cung cấp điện
để chúng ta tiện so sánh và đa ra một phơng án tối u nhất để thi công.
Cn c vo ti tiờu th, chỳng em chn ngun cung cp in vi s lng l 2
ngun: 1 ngun chớnh ly t trm bin ỏp v mt ngun d phũng m bo cho
cỏc hot ng kinh t trong siờu th,cỏc h tiờu th khụng b mt in hoc ch c
giỏm on trong thi gian ct ngn, cho cỏc thit b úng ngun d phũng.
Vi chung c cao tng,chỳng em xin c a ra 2 s v phng ỏn cung cp
in,ly in t trm bin ỏp nh sau:

a.

Phng ỏn 1: Phng ỏn 1:Mi tng mt tuyn dõy i c lp.

SVTH: Nhúm 20

Page 15


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

Tính toán cho tầng cao nhất là 26 :
Chung cư có 26 tầng, giả sử mỗi tầng có chiều cao là 3,7m
Vậy chiều dài dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 30 là:
= 26.3,7=96,2 (m)
Công suất phản kháng của từng tầng căn hộ là :
Thành phần của hao tổn điện áp :
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầng là:

Ta chọn cáp hạ áp XLPE có tiết diện 15 mm2 có r01 = 1,84 và x01 =0,073

Ω / km

b. Phương án 2: Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng

SVTH: Nhóm 20

Page 16


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

Sơ đồ đường dây lên các tầng
Coi đường dây lên các tầng có phụ tải phân phối đều.

∆Ux2% =

QΣsh .x0 .l 2
2.U 2

.100

sh

Trong đó

Qsh = Psh.

QΣ

- tổng công suất phản kháng tính toán của phụ tải sinh hoạt.

tgϕsh

=263,4. 0,29=76,386 (kVAr)

Vậy

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:
∆Ur2% =∆Ucp2- ∆Ux2% = 1,25 -0,025= 1,225%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

2

Ta chọn cáp hạ áp XLPE-35 có tiết diện 35 mm có r01 = 0,52 và x01 =0,064

c. So sánh hai phương án
• Phương án 1:
SVTH: Nhóm 20

Page 17

Ω / km

.


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án :

=12218 (kWh)
Chi phí cho tổn thất là:

• Phương án 2 :

Chi phí tổn thất là :
C∆A = c∆.∆A2 =1500.4,420=6,630( đ)

⇒ So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm
bảo yêu cầu về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương
→
án 2 nhỏ hơn phương án 1
dây dẫn được chọn theo phương án 2.

CHƯƠNG 4
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ THIẾT DIỆN DÂY DẪN, THIẾT BỊ BẢO VỆ
4.1 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
SVTH: Nhóm 20

Page 18


Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

GVHD: Ninh Văn Nam

nhau. Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác
định.

4.1.1 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp
+ Phương án dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV.
.
Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có
trước một giá trị

x 0 = 0,4 Ω / km

γ

= 32Ω.m/mm2 .cho

. Hao tổn điện áp cho phép là ΔUcp = 1,25%.

a) Phương án :
Giá trị hao tổn điện áp cho phép:

∆Ux1% =

Q∑ .x0 .L
U2

. 100 =

76,386 .0,4.140
10 2.10 6

.100 = 0,004

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:
∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,25 – 0,004 = 1,246 %
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:
P .L
∑
γ .∆U r1%' .U 2

.263,4.140
32.1,246.10 2

F1 =
=
= 9,24 mm2
Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải là 25 mm 2
vậy ta chọn cáp 25mm2 có r01 = 1,24 và x01=0,135 theo [bảng 23.pl]
Hao tổn điện áp thực tế
∆U1% =

P∑ .r01 + Q∑ .x01
.L.100
U2

263,4.1,24 + 76,386 .0,135
10 2.106

.67.100 = 0,0225% < 1,25%
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp.
=

4.1.2 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…

SVTH: Nhóm 20

Page 19


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

Chiu di t trm bin ỏp n t phõn phi l 1 = 32 m, trong tng s hao tn in ỏp
cho phộp 4,5% ta phõn b cho 3 on nh sau:
- T trm bin ỏp n t phõn phi tng.

U cf 1 = 2%

- T t phõn phi tng n t phõn phi cỏc tng.
- T t phõn phi cỏc tng n cỏc h gia ỡnh.
D nh chn dõy cỏp lừi ng cú dn in

U cf 2 = 1,25%

U cf 3 = 1,25%

= 54m.mm 2 /

x 0 = 0,1 / km

S b chn
, xỏc nh thnh phn hao tn in ỏp phn khỏng
Q .x0 .l1

76,384 .0,1.32
380 2
U2
Ux1% =
.100 =
.100 = 0,169 %
Thnh phn hao tn in ỏp tỏc dng
Ur1% = Ucf1% - Ux1% = 2 0.169 = 1,831 %
Tit din dõy dn ca ng dõy cung cp cho t phõn phi tng c xỏc nh theo
biu thc
P .l1 .10 5
263,4.32.10 5
.U r1' .U 2
54.1,7.380 2

F1 =

=

= 63,58 mm2

Vy ta chn cỏp ng(Cu) XLPE-70 mm2 cú r0= 0,37 v x0= 0,063
Hao tn in ỏp thc t

P .r0 + Q .x 0
263,2.0,37 + 76,386 .0,063
.l1 .100 =
.160.100 = 1,26% < 2%
2
U

380 2

U1 =
Nh vy cỏp ó chn m bo yờu cu v cht lng in ỏp.

4.2 - Chọn dung lợng máy biến áp và máy phát:
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp
điện, TBA dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.
Các TBA, trạm phân phối, đờng dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm
thành một hệ thống và truyền tải điện năng thống nhất.
Dung lợng của máy biến áp, vị trí đặt, số lợng và các phơng thức vận hành của
các TBA có ảnh hởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống cung cấp
điện. Vì vậy việc lựa chọn dung lợng các TBA bao giờ cũng gắn liền với việc lựa
chọn phơng án cung cấp điện.
Dung lợng và các tham số của khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của
nó và cấp điện áp của mạng và phơng thức vận hành của máy biến áp ... Vì thế,
để lựa chọn đợc TBA tốt nhất ta phải dựa trên những yếu tố cơ bản sau:
SVTH: Nhúm 20

Page 20


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

* An toàn và liên tục cấp điện.
* Tiết kiệm vốn đầu t và chi phí vận hành nhỏ nhất.
- Dung lợng máy biến áp cấp cho 1 đơn nguyên đợc chọn theo điều kiện :
SđmBA> Stt

Trong đó:
SđmBA là công suất định mức của máy biến áp
Stt là công suất tính toán của phụ tải cần cấp điện.
Tra bảng PL2.2 (Hệ thống cung cấp điện) ta chọn đợc máy biến áp có công suất
SđmBA = 1600 KVA do ABB chế tạo do không phải hiệu chỉnh nhiệt độ.
Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp.
Công suất KVA Điện áp KV

P0 ,W

PN , W

UN, %

1600

2600

20500

6

10/0,4

- Dung lợng máy phát cấp cho phụ tải u tiên của 1 đơn nguyên đợc chọn theo
điều kiện :
SđmMP> SƯT
Với SƯT = 269,4 KVA chọn máy phát điện diezen có thông số: Sđm = 300KVA,
f=50Hz, Uđm=380V.
Chuyển nguồn từ nguồn lới sang nguồn máy phát sử dụng tủ chuyển nguồn tự

động ATS.
4.3Xỏc nh ngun trung ỏp
Đặc điểm của khu chung c là nằm trong khu đô thị mới, nên các hệ thống hạ
tầng kỹ thuật đều đợc đi ngầm trong tuynel hoặc hào kỹ thuật, nên nguồn điện
trung áp cấp cho các trạm biến áp sử dụng cáp ngầm chống thấm. Đối với điện
áp trung áp trớc đây có điện áp Uđm = 35KV, Uđm = 10KV, Uđm = 6KV. Hiện tại
theo qui định của ngành điện lực để dễ sửa chữa, vận hành, thay thế, phát triển
do đó sẽ thống nhất lới điện trung áp về điện áp định mức Uđm = 22KV. Vì vậy
hệ thống lới điện trung áp của khu đô thị mới có cấp điện áp 22KV. Mạng cáp
ngầm trung thế và các trạm biến áp phải nối với nhau tạo thành mạch vòng kín
vận hành hở ( Mỗi trạm đều có một nguồn vào, đa vào trạm biến áp và đa một
nguồn để ra trạm biến áp khác thông qua một cầu dao cách ly hoặc máy cắt phụ
tải).
Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện trung áp:
SVTH: Nhúm 20

Page 21


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

a. Sơ đồ lựa chọn

10KV

n MCPT
CC

10KV

10KV

DCL

DCL
CC

MC

AT

Phơng án A

BA

BA

BA

AT

AT

Phơng án B

Phơng án C

b. Lựa chọn phơng án:

Phơng án A: Dùng máy cắt phụ tải và cầu chì.
Phơng án B: Dùng dao cách ly và máy cắt.
Phơng án C: Dùng dao cách ly và cầu chì.
So sánh 3 phơng án để lựa chọn phơng án tối u nhất đảm bảo an toàn
thuận tiện cho sơ đồ cung cấp điện.
* Phơng án A
Do dùng máy cắt phụ tải nên có thể đóng cắt mạch điện có tải và bảo vệ
mạch điện bằng cầu chì, vì vậy an toàn và thuận tiện cho vận hành.
* Phơng án B
Phơng án này dùng dao cách ly và máy cắt, lúc này dao cách ly chỉ có
nhiệm vụ cách ly và tạo khoảng cách nhìn thấy đảm bảo an toàn. Cho phép đống
cắt và bảo vệ cả đến dòng điện ngắn mạch, song là phơng án đắt nhất.
* Phơng án C
Phơng án này dùng cầu chì và dao cách ly đơn giản, rẻ tiền, song không
cho phép thực hiện các thao tác đóng cắt khi mang tải.
* Kết luận phơng án:
SVTH: Nhúm 20

Page 22


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

Qua 3 phơng án trên, ta so sánh trên ta thấy rằng mỗi phơng án có những u
nhợc điểm khác nhau. Việc ứng dụng sơ đồ nào, ở đâu thì phụ thuộc vào tầm
quan trọng và yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện của phụ tải. ở đây phụ tải cung
cấp điện là khu chung c cao cấp, vì vậy ta chọn phơng án A để đảm bảo an toàn
và thuận tiện cho vận hành, sửa chữa.

4.4S nguyờn lý mch vũng kớn v mch h
Trạm biến áp là nơi trực tiếp nhận điện năng từ hệ thống về để cấp điện
cho phụ tải, do đó sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hởng lớn và trực tiếp tới vấn đề
an toàn, cung cấp điện liên tục cho khu nhà. Vì vây sơ đồ nối dây của trạm phải
thoả mãn các điều kiện sau:
1. Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.
2. Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý lúc sự cố.
3. An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa.
4. Chú ý đến yêu cầu phát triển.
5. Hợp lý về mặt kinh tế dựa trên cơ sở đảm bảo yêu cầu về mặt kỹ thuật, mỹ
thuật.

Sơ đồ nguyên lý cấp điện của trạm biến áp T1 cấp cho đơn nguyên A và
T2 cấp cho đơn nguyên B tham gia vào hệ thống mạch vòng kín vận hành hở :

SVTH: Nhúm 20

Page 23


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

T1

T2

4.5 - Lựa chọn cáp phía trung áp:
Đối với mạng trung áp do trực tiếp cung cấp điện cho các phụ tải nên vấn

đề đảm bảo điện áp rất quan trọng. Khi thiết kế cung cấp điện cho một số khu
nhà thì việc lựa chọn cáp trung áp ở đây không phải cho một phụ tải mà là cả
một khu vực rộng lớn, và trong tơng lai có thể còn có nhiều phụ tải mới sẽ đợc
cấp điện từ lới này.
* Theo tiêu chuẩn và qui định của ngành điện, việc lựa chọn cáp đối với
khu chung c có tiết diện: F = 240mm2, bởi vì tiết diện cáp này có u điểm trong sơ
đồ mạch vòng vận hành hở là:
- Cơ động, tiện dụng khi phải tăng phụ tải. Nếu lựa chọn cáp và kiểm tra
theo phụ tải sẵn có thì khi có một số phụ tải mới đợc hình thành và cần lấy điện
từ đờng cáp này, khi đó công suất của phụ tải sẽ tăng. Nếu các điều kiện về phát
nóng cho phép, về tổn thất điện áp tăng vợt quá mức qui định thì buộc phải thay
lại cáp mới với tiết diện lớn hơn và sẽ gây lãng phí về kinh tế rất lớn.
- Đảm bảo tin cậy cung cấp điện. Trong trờng hợp xấu nhất có thể xảy ra
là khi một đoạn cáp đầu nguồn của mạch này bị sự cố thì đờng cáp còn lại cần
phải cấp điện cho toàn bộ phụ tải có trên mạch vòng. Khi đó cáp phải có tiết diện
đủ lớn để đảm bảo đợc điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp.
- Đảm bảo tính kinh tế: Tin cậy, rẻ hơn so với sơ đồ mạch vòng kín vận
hành kín.
Với tiết diện F = 240mm2, tra bảng (4.54 Hệ thống cung cấp điện)
Chọn cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng

SVTH: Nhúm 20

Page 24


Bi Tp Ln Cung Cp in

GVHD: Ninh Vn Nam

FURUKAWA (Nhật Bản) chế tạo, có các thông số của cáp cho ở bảng
sau:
Fđm
1 lõi
mm2

Trọng lợng
kG/km

Icp ngoài
trời 400C
A

Icp dới
đất 250C
A

r0 ở
900C
/km

240

16200

520

470

0,0981

Co
àF/km

Xo với
50kg
/km

IN1s
KA

0,30

0,0963

34,3

4.6Thit k trm bin ỏp cho tũa nh
a. Sơ bộ về các loại trạm biến áp:
Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào công suất của trạm, số đờng dây
đến và số đờng dây đi tới phụ tải , tầm quan trọnh của phụ tải.
Trạm biến áp thờng có các dạng kết cấu sau: trạm trọn bộ, trạm treo, trạm
bệt, trạm kín. Cần căn cứ vào điều kiện đất đai, môi trờng, mỹ quan, kinh phí
v.v để lựa chọn kiểu trạm thích hợp cho từng công trình, từng đối tợng khách
hàng.
* Trạm trọn bộ: Là trạm đã chế tạo, lắp đặt sẵn toàn bộ các phần tử của trạm
(biến áp, thiết bị trung áp, hạ áp), tất cả đợc đặt trong một container kín, có ngăn
chia thành 3 khoang (khoang biến áp, khoang hạ áp, khoang trung áp). Trạm trọn
bộ an toàn, chắc chắn, gọn nhẹ, thiết bị cao áp đợc cách điện bằng SF6 không cần
bảo trì. Trạm này thích hợp cho khách hàng có vốn đầu t cao, điều kiện đất đai

chật hẹp, yêu cầu cao về mỹ quan (nh các đại sứ quán, khách sạn sang trọng, khu
văn phòng đại diện, nhà khách chính phủ.)
* Trạm treo: Là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị máy biến áp, trung áp, hạ
áp đặt toàn bộ trên cột. Riêng tủ hạ áp có thể đặt trên cột hoặc đặt trong buồng
phân phối xây dới đất, tuỳ theo điều kiện đất đai và yêu cầu của khách hàng.
Trạm loại này có u điểm tiết kiệm đất đai nên thờng đợc dùng cho các trạm công
cộng đô thị, cơ quan.
* Trạm bệt (trạm cột): Là kiểu trạm đợc dùng phổ biến ở nông thôn hoặc cơ
quan, những nơi điều kiện đất đai cho phép. Với loại trạm này các thiết bị trung
áp, đặt trên cột, máy biến áp đặt trên bệ xi măng dới đất, tủ phân phối hạ áp đặt
trong nhà mái bằng. Xung quanh trạm xây tờng cao 2m, có cửa sắt khoá chắc
SVTH: Nhúm 20

Page 25