BTL thiết kế hê thống cung cấp điện đề tài trường học

Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn
ĐỀ TÀI

ĐỀ TÀI : “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT TRƯỜNG HỌC”
Nhóm 2 :gồm các sinh viên :
1)DƯƠNG THÀNH CÔNG
2) PHẠM VĂN CÔNG
3) LƯƠNG ĐÌNH DU
4) NGUYỄN MINH ĐỨC
5) ĐỖ CAO DŨNG
Lớp: Điện1 – K8
Thời gian thực hiện: Từ ngày 9/3/2016 đến ngày 30/5/2016
I. Số liệu ban đầu
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trường học có sơ đồ mặt bằng như sau
- Mặt bằng của trường học

Nhà xe 1

Đường dây 22kV

Thường
trực

Nhà xe 2

A1

Trạm
bơm

A2

A5

Nhóm 3-Điện 1-K8

A4

A3

1


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Tỷ lệ 1/1500

Nhà
Xe 1
Xe 2
A1

1 tầng
1 tầng
4 tầng chỉ gồm các phòng học

A2

4 tầng chỉ gồm các phòng học

A3

4 tầng, tầng 1 là nhà thể chất, còn lại là các
phòng học
4 tầng, tầng 1 là Hội trường, các tầng còn lại
là các văn phòng
4 tầng, tầng 1 là nhà ăn, còn lại là các phòng
học
Phòng trực 1 tầng

A4
A5

Số tầng và công năng

Thường
trực
Trạm bơm Hai máy bơm, công suất mỗi máy 10kW

Ghi chú

Phòng học có điều
hòa
Phòng học có điều
hòa
Các phòng có điều
hòa

Các phòng có điều
hòa
Các phòng có điều
hòa
Có điều hòa

- Nguồn điện lấy từ đường dây 22kV
II. Nhiệm vụ thực hiện:
Phần 1: Thuyết minh
Chương 1: Xác định phụ tải tính toán
1.1 Phụ tải các nhà
Phụ tải chiếu sáng trang trí và bảo vệ
1.3 Tổng hợp phụ tải tính toán toàn trường
1.4 Nhận xét
Chương 2: Vạch các phương án cấp điện và chọn phương án cấp điện tối ưu
2.1. Đặt vấn đề
2.2. Vạch phương án cấp điện, lựa chọ phương án cấp điện tối ưu
2.3. Đánh giá lựa chọn phương án cấp điện tối ưu
Nhóm 3-Điện 1-K8

2


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

2.4. Nhận xét
Chương 3: Chọn các phần tử trong sơ đồ cấp điện tối ưu
3.1. Số lượng và công suất của máy biến áp

3.2. Máy phát điện dự phòng
3.3. Tủ điện phân phối trung áp và hạ áp của trạm biến áp (bao gồm cả thiết bị đặt
trong tủ)
3.4. Tủ điện phân phối cho các nhà
3.5. Dây dẫn (từ đường dây 22kV đến tủ trung áp và từ tủ phân phối tổng đến các
tủ phân phối các nhà)
3.6. Nhận xét
Chương 4: Thiết kế trạm biến áp
4.1. Tổng quan về trạm biến áp
4.2. Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp
4.3. Tính toán nối đất cho trạm biến áp
4.4. Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt của trạm biến áp và sơ đồ nối đất của trạm
biến áp
4.5. Nhận xét
Chương 5: Dự toán công trình
5.1. Liệt kê thiết bị
5.2. Dự toán thiết bị
5.3. Dự toán nhân công
5.4. Tổng hợp dự toán
Phần 2: Bản vẽ
1) Bảng số liệu phụ tải tính toán
2) Các sơ đồ đi dây trên mặt bằng
3) Sơ đồ nguyên lý cấp điện tối ưu (có đầy đủ mã hiệu thiết bị)
4) Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mặt cắt, mặt bằng trạm biến áp; sơ đồ nối đất của trạm
biến áp

Nhóm 3-Điện 1-K8

3

Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

LỜI NÓI ĐẦU
Cung cấp điện là một ngành khá quan trọng trong xã hội loài người, cũng như
trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên con đường
công nghiệp hóa hiện đại hóa cảu đất nước. Vì thế việc thiết kế và cung cấp điện là
một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và
mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng.
Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong
phát triển kinh tế xã hội, số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương
mại, dịch vụ… gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng
nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới, do đó mà
hiện nay chúng ta rất cần đội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết
kế cũng như vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế
cung cấp điện là quan trọng.
Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ
thể. Nay nhóm em được môn Thiết kế hệ thống cung cấp điện giao cho nhiệm vụ là
“thiết kế cung cấp điện cho trường học”.
Tuy chúng em thực hiện đồ án này dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Quang Thuấn .nhưng do trình độ kiến thức còn nhiều hạn chế, nên có đôi
phần thiếu sót. Chúng em rất mong sự đóng ghóp ý kiến, phê bình và sửa chữa từ
thầy để phần bài tập lớn này được hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm 3-Điện 1-K8

4


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
1.1. Phụ tải các nhà
A. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
Chiếu sáng trang trí và bảo vệ
Khi thiết kế chiếu sáng cho phòng học, giảng đường, và các phòng hành
chính ngoài ánh sáng tự nhiên còn phải có ánh sáng đèn yêu cầu đặt ra cho người
thiết kế:
+ Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc phải có sự tương phản giữa
các mặt cần chiếu sáng và sự tập hợp quang phổ chiếu sáng.
+ Độ rọi phân bố đồng đều, ổn định trong quá trình chiếu sáng trên phạm vi
bề mặt làm việc bằng cách hạn chế dao động của lưới điện.
+ Tập hợp quang phổ ánh sáng, nhất là lúc cần đảm bảo sự truyền ánh sáng
tốt nhất hạn chế sự lóa mắt, hạn chế sự mỏi mắt khi làm việc học tập
Hạn chế sự phản xạ chói mắt của nguồn sáng bằng cách dùng ánh sáng
phản xạ, chọn cách bố trí đèn, chiều cao treo sao cho phù hợp với địa hình.


Trình tự tính toán chiếu sáng
Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng

Hình dạng , kích thước, các bề mặt, các hệ số phản xạm đặc điểm phân bố
các đồ đạc, thiết bị…
Mức độ bụi, ẩm, rung ảnh hưởng của môi trường

Các điều kiện về khả năng phân bố và giới hạn
Đặc tính cung cấp điện (nguồn 3pha, nguồn 1 pha,..)
Loại công việc tiến hành
Độ căng thẳng công việc
Lứa tuổi người sử dụng
Nhóm 3-Điện 1-K8

5


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Các khả năng và điều điện bảo trì…
Lựa chọn độ rọi yêu cầu
Độ rọi là độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng. Độ rọi được chọn phải đảm
bảo nhìn mọi chi tiết cần thiết mà mắt nhìn không mệt mỏi. Theo Liên Xô cũ độ rọi
tiêu chuẩn và là độ rọi nhỏ nhất tại một điểm trên bề mặt làm việc. Còn theo Pháp,
Mỹ độ rọi tiêu chuẩn là độ rọi trung bình trên cả bề mặt làm việc, các giá trị độ rọi
trong tiêu chuẩn thang độ rọi:
0.2;0.3;0.5;1;2;3;5;7;10;20;30;50;50;75;100;150;200;300;400;500;600;750;
1000;1250;2000;2500;3000;4000;4500;5000 lux
Khi lựa chọn độ rọi cần phải dựa trên thang độ rọi, không được chọn giá trị
ngoài thang độ rọi.
Việc lựa chọn độ rọi phụ thuộc vào các yếu tố sau:
•
•
•
•

Loại công việc, kích thước của các vật, sự sai biệt của vật và hậu cảnh
Múc độ căng thẳng của công việc
Lứa tuổi sử dụng
Hệ chiếu sáng, loại nguồn sáng lựa chọn

Chọn hệ chiếu sáng
Với chiếu sáng chung, không những bề mặt làm việc được mà tất cả mọi nơi
trong phòng đều được chiếu sáng, trong trường hợp này đèn được phân bố phía
trên với các độ cao cách sàn tương đối, trong hệ chiếu sáng này có hai phương
thức đặt đèn chung và khu vực
Tring chiếu sáng chung đều: khoảng khoảng cách từ các đèn trong một dãy
được đặt cách đều nhau, đảm bảo điều kiện chiếu sáng mọi nơi như nhau.
Trong hệ chiếu sáng khu vực: khi cần phải thêm nhữn g phần chiếu sáng mà
những phần này chiếm diện tích khá lớn, tại chỗ làm việc không sử dụng các đèn
chiếu sáng tại chỗ, các đèn được chọn theo sự lựa chọn hệ thống chiếu sáng:
•
•
•

Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng
Đặc điểm cấu trúc căn nhà và sự phân bố thiết bị
Khả năng kinh tế, điều kiện bảo trì

Chọn nguồn sáng
Chọn nguồn sáng phụ thuộc vào:
Nhóm 3-Điện 1-K8

6

Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ
•
•
•

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Nhiệt độ nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof
Các tính năng của nguồn sáng; đặc tính ánh sáng, màu sắc tuổi thọ
đèn
Mức độ sử dụng( liên tục hay gián đoạn);nhiệt độ môi trường kinh tế

Chọn bộ đèn
Tính chất môi trường xunh quanh
Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng, sự giảm chói
Các cấp bộ đèn được phân chia theo tiêu chuẩn IEC
Lựa chọn chiều cao treo đèn
Tùy theo đặc điểm của đối tượng, loại bóng đèn, sự giảm chói, bề mặt làm
việc. Ta có thể phân bố các đèn sát trần hoặc cách trần một khoảng h’, chiều
cao bề mặt làm việc có thể trên độ cao 0.8m so với mặt sàn(mặt bàn) hoặc
ngay trên sàn tùy theeo công việc. Khi đó chiều cao của đèn so với bề mặt
làm viêc là: hn=H-h’-0.8.
Ta cần chú ý rằng chiều cao hn đối với đèn huỳnh quang không vượt quá 4m,
nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc sẽ không đủ. Còn đói với các đèn
thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại… nên treo trên độ cao 5m trở lên để
tránh trói mắt.
Xác định các thông số kĩ thuật chiếu sáng
Tính chỉ số địa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học:

Trong đó
a,b là chiều dài, chiều rộng của căn phòng
h là chiều cao tính toán
Tính hệ số bù:

Chọn hệ số suy giảm quang thông tùy loại bóng đèn

Nhóm 3-Điện 1-K8

7


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Chọn hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn ; tùy mức độ bụi bẩn loại khí
hậu, mức độ kín của loại bóng đèn
Tính tỷ só số treo:
Với h’ là chiều cao từ mặt đất đén trần
Xác định tổng quang thông yêu cầu

Trong đó
Etc là độ rọi lựa chọng theo tiêu chuẩn lux
S là diện tích bề mặt làm việc(m2)
D: hệ số bù
là quang thông tổng của các bộ đèn
Xác định số bộ đèn
Số bộ đèn được xác định bằng cách chia quang thông tổng của các bộ đèn
cho quang thông của các bóng

Trong một bộ đèn tùy thuộc vào số bộ đèn tính được ta có thể làm tròn lớn
hơn hoặc nhỏ hơn để tiện phân chia các dây dẫn( làm tròn không được phép
vượt quá 10% nếu không số bộ đèn lựa chọn sẽ không đảm bảo yêu cầu.
Nbộ=
Kiểm tra sai số quang thông không vượt quá mức 10%

Phân bố các bộ đèn dựa trên các yếu tố:
Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói mắt, đặc điểm kiến trúc đối
tượng phân bố đồ đạc
-Thỏa mãn nhu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dây và giữa các bóng đèn
trong một dẫy: dễ dàng vận hành bảo trì. Ta phân bố các bộ đèn sao cho
khoảng cách trong một dẫy là Ldocvượt quá thì phải phân bố lại.

Nhóm 3-Điện 1-K8

8


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

-Chọn khoảng cách từ dẫy đèn ngoài cũng đến tường(0,3-0,5m).



Tính toán chiếu sáng cho phòng học
Áp dụng phương pháp trên ta tính toán chiếu sáng cho phòng học 80m 2
Chiều dài: a=10m

Chiều rộng: b= 8m
Chiều cao: c=4.5m
Màu sơn:
Trần: màu trắng; tường: màu xanh trắng; sàn gạch
Hệ số phản xạ trần tường sàn lần lượt là: 0,75;0,45;0,2
Độ rọi yêu cầu : (200-500) dành cho trường học
Ta chọn 300 lx
Chọn hệ chiếu sáng chung đều
Chọn nhiệt độ màu: Tm (oK)=2800-3800 theo đồ thị đường cong Kruithof

Chọn bóng đèn loại: Tm=380(có Ra=75, công suất định mức Pđm=40W và có
quang thông d=2500lm
Chọn bộ đèn loại Rạng Đông có cấp bộ đèn là D
Có hiệu suất 0,58
Chọn số đèn/1 bộ: 2
Quang thông bóng đèn trên 1 bộ là: 2.2500lm
Ldọcmax=1,44httLngangmax=2htt
Phân bố bộ đèn: cách trần h’=0m
Bề mặt làm việc: 1m
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt=3.5m

Nhóm 3-Điện 1-K8

9


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Chiều cao treo đèn h’=0

H=4,5m

Nhóm 3-Điện 1-K8

Khoảng cách đến bề mặt làm việc

10


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Chỉ số địa điểm
K=
Hệ số bù d=1,25
Tỷ số treo j=
Hệ số sử dụng U=0,4
Quang thông tổng
Xác định số bộ đèn:
Kiểm tra sai số quang thông:

Kết luận: chọn 9 bộ đèn
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc

b) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Ta có : Ptt= (KW)
Mà

Pd =

Công suất phản kháng :
Qtt= Ptt.tgϕ
Với tgϕ được xác định theo công thức
Cosϕ=

=

Công suất biểu kiến:
Stt= kdt.
Dòng điện định mức:
Nhóm 3-Điện 1-K8

11


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Itt=
Trong đó:
Pdi : công suất đặt thứ I (kW)
Pdm : công suất định mức thứ I (kW)
η : hiệu suất thiết bị
knc : hệ số như cầu sử dụng của nhóm thiết bị đặc trưng
kdt : hệ số đồng thời (0,85 - 1)
Ưu điểm : đơn giản, thuận tiện và được sử dụng phổ biến.

Nhược điểm : không chính xác vì hệ số sử đụng phải tra sổ tay, không phụ
thuộc vào chế độ vận hành của mỗi thiết bị trong nhóm.

d) Cách xác định phụ tải công trình theo hệ số cực đại kmax và công suất trung
bình Ptb ( phương pháp số thiết bị hiệu quả ).
Ta có công suât tính toán :

Ptt = kmax.ksd .

Trong đó :
kmax : hệ số cực đại của công suât tác dụng.
ksd : hệ số sử dụng lấy từ đồ thị phụ tải, được tính theo công thức :
ksd ==
Ưu điểm : cho kết quả có độ chính xác kha cao vì khi xác định số thiết bị hiệu quả
của chúng ta đã xét tới các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của các thiết bị trong
nhóm về công suất cũng như vận hành.
B. Tính toán phụ tải
Áp dụng phương pháp 3 là xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu
cầu ta tính toán phụ tải cho công trình, do tải của ta là tải cố định ít thay đổi, nguồn
cung cấp với công suât tương đối nhỏ.
Nhóm 3-Điện 1-K8

12


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Ta xác định các thông số sau :

Hệ số sử dụng ksd :
Trong điều kiện vận hành bình thường thì công suât tiêu thụ thực thường bé
hơn công suất định mức của nó, do đó hệ số sử dụng ksd được dùng để đánh giá giá
trị công suât tiêu thụ thực. Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt( nhất
là động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải ).
Trong mạng điện hệ số này ước chừng là 0,75 với động cơ và 1 với dây tóc
bóng đèn.
⇒ Ta chọn ksd = 0,8 cho các thiết bị văn phòng.
ksd = 0,75 cho các đọng cơ ( thang máy, bơm nước, quạt …)
Hệ số đồng thời kdt :
Thông thường thì sự vận hành của tất cả các tải trong một lưới điện là không
bao giờ xảy ra. Hệ số đồng thời sẽ được dùng để đánh giá phụ tải.
Hệ số đồng thời kdt thường được dùng cho một nhóm tải ( được nối cùng với tủ phân
phối chính hoặc tủ phân phối phụ ).
Việc xác định đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạch và điều kiện
vân hành của từng tải riêng biệt trong mạch. Do vậy khó có thể xác định chính xác
cho từng trường hợp.
⇒ Trong trường hợp này ta chọn hệ số kdt = 0,8 dành cho các tủ phân phối chính và
phụ cho công trình chung cư và các tòa nhà cao tầng.

1.2. Phụ tải các nhà
a)Phụ tải tính toán cho phòng học
NHÀ A1,2
Nhóm 3-Điện 1-K8

13


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần

Pđm(W)

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt )

Ptt(W)

Cosφ
0.86

18 18*40=720
6 6*75=450
2*1500=300
2 0
2*1000=200

1 0

Điều hòa
Ổ cắm

1
0.75

720
337,5

0.8

2400

0.85
0.8
4766

NHÀ A3,5
Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần
Điều hòa

Pđm(W)

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt)

Ptt(W) Cosφ
0.86

18 18*40=720
6 6*75=450
2 2*1200=2400
2*1000=200
2 0

Ổ cắm

1
0.75
0.8

720
337,5
1920

0.85
0.8

4382

b)Phụ tải tính toán cho văn phòng
Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần
Điều hòa

Pđm(W)

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt)

Ptt(W) Cosφ
0.86

18 18*40=720
6 6*75=450
2 2*1200=2400
2*1000=200
2 0

Ổ cắm

1
0.75
0.8

720
337,5
1920

0.85
0.8
4382

c)Phụ tải tính toán cho phòng chờ
Tên thiết bị

Số lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần
Điều hòa
Ổ cắm

Nhóm 3-Điện 1-K8

Pđ(W)

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt)

Ptt(W)

Cosφ
0.86

4
2
1
2

4.40=160
2.75=150
1.750=750
2000

1
0.75
0.8

160
112.5
600

0.85
0.8

2698

14


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

d)Phụ tải tính toán cho phòng bảo vệ( thường trực )
Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần

Pđ(W)

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt)

Ptt(W
)

Cosφ
0.86

22 22.40=880
6 6.75=450
2.1500=300
2 0
1 1000

Điều hòa
Ổ cắm

1
0.75

880
337.5

0.8

2400

0.85
0.8

3894

Kđt
(Ktt)

Ptt(W
)

e)Phụ tải tính toán cho nhà ăn
Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần

Pđm(W)

Ksd

Pđ(W)

Cosφ
0.86

72 72.40=2880
48 48.75=3600

1

0.75

2880
2700

0.8

0.85

4464

f)Phụ tải tính toán cho nhà thể chất
Tên thiết bị
Đèn cao áp Philips
Quạt công nghiệp

Số
lượng

Pđ(W)

30*250=750
30 0
10*300=300
10 0

Ksd

Pđ(W)

Kđt
(Ktt)

Ptt(W)

Cosφ
0.86

1

7500

0.75

2250

Ksd

Pđ(W)

0.85
0.8

7800

g)Phụ tải tính toán cho hội trường
Tên thiết bị
Bóng copact
Điều hòa

Nhóm 3-Điện 1-K8

Số
Pđ(W)
lượng
112 112.50=5600
16 16.1500=2400

1
0.8

Kđt
(Ktt)
5600 0.8
19200

Ptt(W) Cosφ
19840

0.86

15


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

0

h)Phụ tải tính toán cho nhà về sinh
Tên thiết bị

Số
lượng

Đèn huỳnh
quang

Pđ(W)

Ksd

4 4.40=160

Ptt(W)
1

160

Cosφ
0.86

i)Phụ tải chiếu sáng nhà xe
Tên thiết bị
Đèn sợi đốt

Số
Pđ(W)
lượng

12 12*25

Ksd

Ptt(W)
1

300

Cosφ
0.86

1.3. Phụ tải tính toán tổng cho trường học
a)Phụ tải tính toán cho nhà A1
Nhà A1 gồm 4 tầng:
-Mỗi tầng có 11 phòng học,mỗi tầng có 2 WC
PttA1= (4766*11+2*160)*4=210984W 211KW
SttA1= 221/0.86=245.35 KVA
QA1=

b) Phụ tải tính toán nhà A2
Nhà A1 gồm 4 tầng:
-Mỗi tầng có 11 phòng học,mỗi tầng có 2 WC
PttA1= (4766*11+2*160)*4=210984W 211KW
SttA1= 221/0.86=245.35 KVA
QA1=

Nhóm 3-Điện 1-K8

16

Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

c) Phụ tải tính toán nhà A3
Nhà A3 gồm 4 tầng, tầng 1 là nhà thể chất, 3 tầng trên mỗi tầng gồm 8 phòng học 1
phòng chờ và 4 WC.
PttA3=7800+3(4382*8+2698+4*160) = 122964 W=122.964 KW
SttA3=122.964/0,86 = 142.981 KVA
QttA3= = 72.962 KVAR
d) Phụ tải nhà A4
Nhà A4 gồm 4 tầng, tầng 1 là hội trường, 3 tầng còn lại là văn phòng,mỗi tầng gồm 8
văn phòng và 4WC
PttA4=19840+3*(4382*8+160*4)=126928 W=126.928 KW
SttA4=126.928/0.86=147.590 KVA
QttA4==73.31 KVAr

e) Phụ tải tính toán nhà A5
Nhà A5 gồm 4 tầng, tầng 1 là nhà ăn, 3 tầng trên mỗi tầng gồm 8 phòng học 1 phòng
chờ và 4 WC.
PttA5=4464+ 3*(4382*8+2698+4*160) = 119646 W = 119.646KW
SttA5=119.646/0,86 = 139.123 KVA
QttA5= = 71 KVAR

f) Phụ tải tính toán phòng thường trực và nhà xe
Ptttt+nx= 3894+ 300*2 = 4494 W = 4.494 KW
Stttt+nx= 4.494/0,86= 5.226 KVA
Qtttt+nx= = 2.667KVAR

g) Phụ tải tính toán trạm bơm
Nhóm 3-Điện 1-K8

17


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Ptttb= kmax.ksd.Pdm = 1,9.0,7.10000.2=26600 W = 26.6 KW
Stttb= 26.6/0.8= 33.25 KVA
Qtttb= = 19.95 KVAR

h) Phụ tải tính toán toàn trường
Ptttrường = 211+211+122.964+126.928+119.646 +4.494+26.6 = 822.632 KW
Coi hệ số công suất của phụ tải chiếu sáng bằng 1, xác định hệ số công suất tổng hợp
CosφΣ = = =0,854830.85
Công suất biểu kiến là:
Stttrường = Ptttrường/cosφΣ= 962.143 KVA
Qtttrường = = 498.995 KVAR

CHƯƠNG II: VẠCH PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN
CẤP ĐIỆN TỐI ƯU
2.1. Đặt vấn đề
Chọn phương án cung cấp điện là sơ bộ vạch các phương án đi dây từ nguồn tới các
phụ tải điện .Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riêng của từng phụ tải, như điều kiện
khí hậu địa hình, yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện có cao hay không cao , đặc
điểm của quá trình công nghệ , đảm bảo cung cấp điện an toàn ,sơ đồ cung cấp điện

phải có cấu trúc hợp lý .Phải đảm bảo được các yêu cầu sau : độ tin cậy, tính kinh
tế ,an toàn.
Độ tin cậy: Sơ đồ phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo yêu cầu của phụ
tải.Căn cứ vào hộ tiêu thụ ,chon sơ đồ nguồn cung cấp điện .

Nhóm 3-Điện 1-K8

18


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Hộ loại I: phải có 2 nguồn cung cấp điện .Sơ đồ phải dảm bảo cho tiêu thụ không
mất điện hoặc chỉ được giám đoạn trong một thời gian ngắn, đủ cho các thiết bị tự
động đóng nguồn dự phòng.
Hộ loại II: cung cấp điện bằng 1 hoặc 2 nguồn. Việc lựa chọn số nguồn cung cấp
điện phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện.
Hộ loại III: chỉ cần một nguồn.
An toàn : sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng
trong mọi điều kiện . Ngoài ra con phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật cơ bản ,thuận
tiện trong quá trình sử dụng , có tính linh hoạt trong quá trình sử lý sự cố, có biện
pháp tự động hóa…
Kinh tế: sơ đồ phải có tính chỉ tiêu kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu tư và chi phí sử
dụng.
2.2. Vạch phương án cấp điện, lựa chọn phương án cấp điện tối ưu
Với sự bố trí các phụ tải trong phòng học và giảng đường ta chọn sơ đồ đi dây dạng
cây và dạng phân nhánh.

A,Dạng hình cây

Nhóm 3-Điện 1-K8

19


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Ưu điểm : Nối dây rõ ràng , mỗi tủ có một đường dây riêng .Nếu có sự mất điện thì
chỉ có ở đó tác động, các tủ khác không ảnh hưởng .Độ tin cậy tương đối cao ,dễ
dàng tự động hóa cũng như sửa chữa.
Nhược điểm : tốn nhiều dây dẫn áp dụng cho mạng tủ phân phối và phân xưởng.
B,Dạng trục

Ưu điểm : rẻ tiền.
Nhược điểm: các tầng ,các phòng phụ thuộc lẫn nhau ,không đảm bảo cung cấp điện
liên tục.
CHƯƠNG III: CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ CÂP ĐIỆN TỐI ƯU
3.1 Số lượng và công suất cảu máy biến áp.
Để xác định dung lượng trạm biến áp thì người ta căn cứ vào phụ tải của toàn
công trình, công suât cảu trạm được xác định như sau:
SdmMBA ≥ Stt
Dựa vào kết quả tính toán chương 1 ta có:
Stt = 822.632 KVA
Dòng điện tính toán toàn công trình là:
Itt = = = 3.739 KΑ = 3739 A
Nhóm 3-Điện 1-K8

20


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Để xác định số lượng và dung lượng máy biến áp ta cần phải tiến hành tính toán kinh
tế kỹ thuật cho nhiều phương án, sau đó chọn phương án tối ưu nhất.
Tổn hao điện năng được xác định theo công thức:
ΔA = ΔP’0.t + ΔP’N . . τ (KWh)
Trong đó:
ΔP’0 : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suât phản kháng gây
ra:
ΔP’0 = P0 + Kkt + ΔQ0
P0 : là tổn thất công suất không tải cảu máy biến áp được ghi trên nhãn máy.
Kkt : hệ số dung lượng kinh tế thường được chọn Kkt=0,05 (Ω/KVA).
τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
τ = (0,0124 + Tmax.10-4)2 .8760
t: thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ.
Với Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất.
ΔQ0 : tổn thất công suât phản kháng lúc không tải do lõi thép.
ΔQ0 = (KVA)
I% : dòng điện không tải ghi trên nhãn máy.
SdmMBA : dung lượng định mức của máy biến áp.
ΔP’N : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suât phản kháng gây ra.
ΔP’N = ΔPN + Kkt . ΔQN
Với:
ΔPN: tổnthất lúc ngắn mạch( ghi trên nhãn máy).

ΔQN : tổn thất công suât phản kháng lúc ngắn mạch gây ra.
ΔQN = (KVAR)
ΔA = n.ΔP0.t +.ΔP’N.

Nhóm 3-Điện 1-K8

21


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Trong đó :
ΔP’N : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suât phản kháng gây ra.
ΔP’0 : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suât phản kháng gây
ra.
n : số lượng máy biến áp mắc song song.
τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
τ = (0,0124 + Tmax.10-4)2 .8760
t: thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ.
Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất..
Tmax = 3000 (giờ/năm)
⇒ Thời gian tổn thất công suât lớn nhât : τ = 854,925 giờ.
Dựa vòa tính toán phụ tải toàn trường là Stt=962.143 KVA ta đưa ra nhiều phương
án lựa chọn máy biến áp cho phù hợp theo tiêu chuẩn:

3.1.1 Phương án 1
Dùng 1 máy biến áp 3 pha có công suất là : 1000 KVA của THIBIDI.
-Với các thông số kỹ thuật sau :

Công suât định mức : SdmMBA= 1000 KVA
Điện áp định mức :10KV
Tổn hao không tải : ΔP0= 1700W = 1.7 KW
Tổn hao ngắn mạch : ΔPN= 12000 W= 12 KW
Điện áp ngắn mạch phần trăm : UN%= 6
Dòng điện không tải :I0%=1.5
Các tổn hao trên máy biến áp được tính như sau:
ΔQN = = = 60 KVA

Nhóm 3-Điện 1-K8

22


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Tổn hao công suất tác dụng ngắn mạch:
ΔP’N= ΔPN + Kkt . ΔQN = 12+0,05.60=15 Ω
Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
ΔQ0 = = = 15 KVA
Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suât gây ra:
ΔP’0 = ΔP0 + Kkt . ΔQ0 = 1.7 + 0,05.15 = 2.45 KW
Tổn thất điện năng MBA trong 1 năm:
ΔA = ΔP0.t +.ΔP’N.= 1.7*8760+15* *854,925 = 26763 KWh
Số tiền tổn thất trong 1 năm với giá điện 1500VND/KWh.
ΔCA1= 26763.1500 = 40144500 VND

3.1.2 Phương án 2

Dùng 1 máy biến áp với mỗi máy có công suất 500 KVA của THIBIDI.
-Với các thông số kỹ thuật sau :
Công suât định mức : SdmMBA= 500 KVA
Điện áp định mức :10KV
Tổn hao không tải : ΔP0= 1350W = 1.35 KW
Tổn hao ngắn mạch : ΔPN= 5950 W= 5.950 KW
Điện áp ngắn mạch phần trăm : UN%= 6
Dòng điện không tải :I0%=1.2
Các tổn hao trên máy biến áp được tính như sau:
ΔQN = = = 30 KVA
Tổn hao công suất tác dụng ngắn mạch:
ΔP’N= ΔPN + Kkt . ΔQN = 5.95+0,05.30=7.45 Ω

Nhóm 3-Điện 1-K8

23


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:
ΔQ0 = = = 6 KVA
Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suât gây ra:
ΔP’0 = ΔP0 + Kkt + ΔQ0 = 1.35 + 0,05*6 = 1.65 KW
Tổn thất điện năng MBA trong 1 năm:
ΔA = ΔP0.t +.ΔP’N.= 2*1.65*8760+1/2*7.45. .854,925 = 40700KWh
Số tiền tổn thất trong 1 năm với giá điện 1500VND/KWh.
ΔCA1=40700 .1500 = 61050000 VND

KẾT LUẬN
Qua 2 phương án đề xuất chọn máy và công suất trạm như trên thì ta thấy
phương án 1 có lợi hơn. Các hệ số tổn hao thấp và công suất biểu kiến còn dư tương
đối phù hợp với sự phát triển của công trình trong tương lai.

3.2 Máy phát điện dự phòng
Và trong trường cũng có một số khu nhà là hộ phụ tải loại I như nhà A1 gồm
các phòng tiếp đón các khách quan trọng của trường, phòng hiệu trưởng, phòng phó
hiệu trưởng và các phòng hành chính là các phòng quan trọng của trường ví vậy
chúng cần được cấp điện liên tục và thường xuyên do đó ta phải có phương pháp
chọn nguồn dự phòng cho trường.
Tổng công suất cần máy phát điện dự phòng :
Stt=SttA4=147,59KVA
Máy phát điện được chọn cần có Sđm>Stt
Tham khảo các loại máy phát điện trên thị trường ta chọn được máy phát điện
Misubishi 150KVA
3.3 Tủ điện phân phối trung áp và hạ áp của trạm biến áp
a) Chọn aptomat (CB)
Theo kết quả tính toán phụ tải toàn trường.
Nhóm 3-Điện 1-K8

24


Bài tập lớn Thiết kế hệ thống CCĐ

GVHD:Nguyễn Quang Thuấn

Phụ tải của toàn trường là : Stt = 962.143 KVA

Dòng điện tính toán cuatr phụ tải là : Itt = = = 1.462 KA = 1462 A
Theo tiêu chuẩn IEC ta có : ICB≥Itt.(1,15-1,25)
ICB≥Itt.1,15 = 1462*1.15=1681.3 A
Tra bảng 3.3 trang 146 tài liệu 1, aptomat từ 16-3200A do Merlin Grin chế tạo ta
chọn CB có mã là CM2000N có dòng định mức là 2000A.
b) Chọn thanh dẫn
Dòng điện tính toán của công trình là:
Itt = = = 1.462 KA = 1462 A
Chọn thanh dẫn theo yêu cầu như sau:
Mật độ dòng điện F=(mm2)
Trong đó:
Jkt : là mật độ dòng kinh tế của thanh dẫn (A/mm2)
Ilv : là dòng làm việc bình thường của thanh dẫn (A)
Với Tmax =3000 giờ/năm và sử dụng loại dây trần và thanh cái bằng đồng theo
IEC ta chọn Jkt=2,5 A/mm2.
⇒ F== 584.8 mm2
Tra bảng 7.1 trang 362 tài liệu 1 ta chọn thanh dẫn có tiết diện F=80x8= 640 mm2.
3.4 Tủ điện phân phối cho các nhà và dây dẫn
Nguồn điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây với
Udm=380 V, ta chọn phương án đi dây cáp ngầm.
a) Chọn khí cụ bảo vệ và dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến nhà A1+A2
Do phụ tải của nhà A1 giống nhà A2 nên ta tính chọn chung
Phụ tải của nhà A1 là : SttA1= 211 KVA
Dòng điện tính toán của phụ tải là : Itt== = 0,321 KA=321 A
Theo tiêu chuẩn IEC ta có : ICB≥Itt.(1,15-1,25)
Nhóm 3-Điện 1-K8

25