TÍNH TOÁN THIẾT kế CUNG cấp điện CHO một dãy PHÒNG học diện tích (15x6)x10

UBND THÀNH PHỐ HCM
TRƯỜNG CD LÝ TỰ TRỌNG
KHOA ĐIỆN_ĐIỆN TƯ

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
DÃY PHÒNG HỌC Diện tích (15x6)x10.

GVHD: NGUYỄN ANH TĂNG
SVTH: LÊ TRUNG KIÊN
LỚP: 11CD_Đ5

TPHCM 10/2013


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN :
Họ và tên: Lê Trung Kiên ; MSSV 11D0010153 ; Lớp: 11cd_Đ5
Tên đồ án: tính toán thiết kế cung cấp điện cho dãy phòng học
Ngày giao đồ án:
Ngày nộp đồ án:
Tiến trình công việc:
Từ ngày

dến ngày :

Từ ngày

dến ngày:

Từ ngày

dến ngày:

Từ ngày

dến ngày:

Tổng quan đồ án :
Gốm 4 chương
Chương 1: Giới thiệu chung công trình .
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết tính toán , thiết kế …
Chương 3 : Tính toán , thiết kế hệ thống chiếu sáng
Chương 4 : Kết luận


Chương 1 : Giới thiệu chung công trình
Ngày nay, với xua thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất
quan trọng. Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rất rộng rãi trong hầu hết các lĩnh
vục của đời sống. cùng với xua hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế. đời sống xã
hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực nông nghiệp,
công nghiệp, dịch vụ…tăng lên không ngừng. Để dảm bảo nhu cầu to lớn đó, chúng ta
phải có một hệ thống cung cấp diện an toàn và tin cậy.
Đồ án mà em muốn trình bày là đồ án : “thiết lế hệ thống cung cấp điện cho dãy
phòng học”.
1.1 DỮ LIỆU:
STT

Tên phòng
học

Ptt
(kW)
1.5

Loại hộ

S tt

1

Phòng Giáo
Viên

3

1.8

2

Phòng học 1

2.1

3

2.5

3

Phòng học 2

2.1

3

2.5

4

Phòng học 3

2.1

3

2.5

5

Phòng học 4

2.1

3

2.5

6

Phòng học 5

2.1

3

2.5

7

Phòng máy
tính 1

23.2

2

27.2

8

Phòng máy
tính 2

23.2

2

27.2

9

Phòng đào tạo

4.3

1

5.1

10

Phòng kế toán

6.3

1

7.5


Sơ đồ:

1.1.1 . Phòng máy tính:
Có nhiện vụ cho học sinh ,sinh viên thực tập các chương trình đã học trên
máy tinh như: microsoft, auto cad, paint,…….. Phòng học đáp ứng nhiều máy tính
ccho học sinh thực tập. Mất điện sẽ ảnh hưởng tới thời gian, tiến độ thực tập, ta
xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.2. Phòng kế toán:
Có nhiệm vụ lập bảng chi tiêu, tính toán, nhập dử liệu cần thiết vào máy
tính. Báo cáo, thống kê cho sở …. Mất điện sẽ làm ảnh hưởng tới xuất nhập các dữ

liệu quan trọng, ta xét vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.3. Phòng giáo viện :
Là nơi giáo viên nghỉ ngơi, xắp xếp chương trình giảng dạy, lên kế hoạch,
……. Mất điện không ảnh hưởng lắm, ta xét vào hộ loại 3.
1.1.4. Phòng lý thuyết:
Là nơi giảng dạy lý thuyết cho học sinh, phòng này cân thiết kế đầy đủ ánh
sang, thoang mát rộng rãi, đủ điều kiện cho học sinh học. Phòng học sử dụng chủ
yeu vào ban ngày, mất điện có thể dùng ánh sáng mặt trời, ta xét vào hộ tiêu thụ
loại 3.
1.1.5. Phòng đào tạo:


Có nhiệm vụ lập danh sách thống kê danh sách học sinh, quản lý, thống kê
điểm cho học sinh,…. Mất điện sẽ làm ảnh hưởng tới xuất nhập các dữ liệu quan
trọng, ta xét vào hộ tiêu thụ loại 1.

1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN:
Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điện như: Dể dàng chuyển thành
các dạng năng lượng khác (nhiệt năng, quang năng, cơ năng,…) dể truyền tải và
phân phối, chính vì vậy điện năng dùng rộng rãi trong mọi hoạt động của con
người. Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ 1 vì trường hợp cá biệt và
công suất như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn
đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất diện năng là một qúa trình điện từ. dặt diển của quá trình
này xảy ra rất nhanh. Vì vậy dể đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp diện an
toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng phải ap dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều
bộ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa,vv….
1.2.1.- Độ tin cậy cung cấp điện:
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều
kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao

càng tốt.Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì
việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về
kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2.
1.2.2 – Chất lượng điện.
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ
tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ
lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần
ổn định tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện
áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động
quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng
điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ
cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.2.3 – An toàn điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và
thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp
điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được


chọn đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành
đúng, chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai
trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về
an toàn sử dụng điện.
1.2.4 – Kinh tế.
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được
xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá
qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu
tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các
phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện
tối ưu.

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các
yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết
kế.
Chương 1:TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO DÃY NHÀ D THEO TỪNG
PHÒNG CHỨC NĂNG
1. TÍNH CHẤT CỦA VIỆC THIẾT KẾ , LẮP ĐẶT
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 và yêu cầu cầu đặt ra cho người
thiết kế :
 Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc .
phài có sự tương phản giữa các mặt cần chiếu sáng và nền , mức độ chiếu sáng và
sự tậphợp quang phổ chiếu sáng .
 Độ rọi phân bố đồng đều , ổn định trong quá trình chiếu sáng trên phạm vi
bề mặt làmviệc bằng cách hạn chế dao động của lưới điện
 Tập hợp quang phổ ánh sáng , nhất là lúc cần đảm bảo sự truyền sáng tốt
nhất hạn chế sự lóa mắt , hạn chế sự mệt mỏi khi làm việc, học tập
 Hạn chế sự phản xạ chói của nguồn sáng bằng cách dùng ánh sáng phản xạ
, chọn cách bố trí đèn , chiều cao treo đèn sao cho phù hợp với vị trí địa
hình.
2.TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG
2.1.Nghiên cứu về đối tựợng chiếu sáng : được nghiên cứu theo nhiều góc độ:
- Hình dạng ,kích thước , các bề mặt , các hệ số phản xạ , đặc điểm phân bố
các dồ đạc , thiết bị …
- Mức dộ 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 3 pha, 1 pha..).
- Loại công việc tiến hành
- Độ căng thẳng công việc

- Lứa tuổi người sử dụng
- Các khả năng và điều kiện bảo trì ….
2.2.Lựa chọn độ rọi yệu cầu
Độ rọi là độ sáng trên bề mặt được chiếu sáng . Độ rọi dược chọn phải
đảm bảo nhìn mọi chi tiết cần thết 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 bề mặt làm
việc .
các giá trị độ rọi tiêu chuẩn trong thang độ rọi :
0.2;0.3;0.5;1;2;3;5;7;10;20;30;50;75;100;150;200;300;400;500;600;750;1000;
1250;2000;2500;3000;3500;4000;4500;5000 lux.
Khi lựa chọn giá trị độ rọi phải dựa trên thang độ rọi , không được chọn
giá trị ngoài thang độ rọi . ví dụ chọn E=200lx hoặc E=300lx không được
chọn E= 250 lx.
Việc chọn độ rọi phụ thuộc vào các yếu tố sau:
 Loại công việc , kích thước các vật , sự sai biệt của vật và hậu cảnh
Mức độ căng thẳng của công việc
 Lứa tuổi người sử dụng
 Hệ chiếu sáng , loại nguồn sáng lựa chọn
2.3. Chọn hệ sáng : gồm hai hệ sáng
Hệ 1 : với hệ chiếu sáng chung , không những bề mặt làm việc được mà tất cả
mọi nơi trong phòng được chiếu sáng . trong trường hợp này đèn được phân bố
phía trên với độ cao cách sàn tương đối . trong hệ chiếu sáng này có hai
phương thức đặt đèn chung và và khu vực .
Trong hệ chiếu sáng chung đều : khoảng cách từ các đèn trong một dãy được
đặt cách đều nhau , đảm bảo các điều kiện chiếu sáng mọi nơi như nhau.
Trong hệ chiếu sáng khu vực : khi cần phải thêm những 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 dược chọn đặt theo sự lựa chọn hệ 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 , diều kiện bảo trì
2. 4.Chọn nguồn sáng ;
Chọn nguồn sáng phụ thuộc vào
- Nhiệt độ màu của 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 ( lien tục hay gián đoạn ) ; nhiệt độ môi trường ; kinh tế
chọn nhiệt độ màu Tm : biểu đồ Kruithof ( bảng 3 phụ lục) cho phép lựa chọn
bóng đèn theo độ rọi yêu cầu trong môi trường tiện nghi.. .


chọn chỉ số màu Ra :chiếu các đèn khác nhau lên cùng một vật , ta sẽ thấy vật
có màu khác nhau. Sự biến đổi này do phát xạ phổ khác nhau của các bóng đèn
, được đánh giá qua độ sai lệch màu và gán cho một chỉ số màu Ra . Với các
các đèn có :
Ra <50; các màu của vật bị chiếu hoàn toàn thay đổi .
Ra <70: sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiện màu thứ yếu
70< Ra < 80 : sử dụng nơi thông thường , ở đó sự thể hiện màu có thể chấp
nhận được
Ra >80 : sử dụng nơi đòi hỏi sự thể hiện màu quang trọng
2. 5. Chọn bộ đèn: việc lựa chọn bộ đèn dựa trên :
- Tính chất môi trường xung quanh
- Các yếu cầu về sự phân bố ánh sáng , sự giảm chói
- Các cấp bộ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC
2.6. Lựa chọn chiều cao treo đèn :
Tùy theo đặc điểm đối tượng : loại công việc , loại bong đèn, sự giảm chói , bề
mặt làm việc
Ta có thể phân bố các đèn sát trần (h’=0) hoặc cách trần một khoảng h’. chiều cao
bề mặt làm việc có thể trên độ cao0.8m so với mặt sàn ( mặt bàn) hoặc ngay trên
sàn tùy theo công việc . khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc : htt = H-h’0.8.

Ta cần chú ý rằng chiều cao htt đối với đèn huỳnh quang không vượt quá 4m . nếu
không độ sáng trên bề mặt làm việc sẽ không đủ. Còn đối với các đèn thủy ngân
cao áp , đèn halogen kim loại ….nên treo trên độ cao từ 5m trở lên để tránh chói .
2.7. Xác định các thông số kĩ thuật chiếu sáng
 Tính chỉ số địa điểm: dặc trung cho kích thước hình học:
K=

ab
;
htt (ab)

trong đó a ,b là chiều dài , chiều rộng của căn phòng ;
htt là chiều cao h tính toán .
 Tính hệ số bù: có thể chọn giá trị hệ số bù theo bảng 7 ( tài liệu 1/37)
.phụ lục tùy thuộc vào loại bong đèn và mức độ bụi của môi trường
hoặc tính theo công thức D=

1
.
δ 1δ 2


 Chọn hệ số suy giảm quang thông δ 1 tùy theo loại bóng đèn.
 Chọn hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn δ 2 ; tùy theo mức độ
bụi bẩn , loại kí hậu , mức độ kín của bộ đèn
 Tính tỉ số treo: j=

h'
h'+ htt

Với h’ là chiều cao từ mặt đèn đến trần
Xác định hệ sớ sử dụng :
- Dựa trên các thông số ; loại bộ đèn , tỷ số treo , chỉ số địa điểm, hệ số phản
xạ trần tường , sàn
- Trong trường hợp loại bộ đèn không có bản các giá trị hệ số sử dụng , thì ta
xác định cấp của bộ đèn đó, rồi tra giá trị có ích trong bảng 7.1 phụ lục từ
đó xác định hệ số sử dụng U
U=η d u d + η i u i
Trong đó : η d ,η i : là hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn
u d , u i : là hệ số có ích ứng với nhóm trực tiếp và gián tiếp
Ví dụ : cho bộ đèn Aresa 202 cấp bộ đèn 0,58H +0,31T .Giả sử với chỉ số địa
điểm K =1.5 hệ số phản xạ trần tường sàn lần lượt là 0,7;0,5;0,3 . Tỉ số treo
j=0 , ta tra bảng hệ số có ích bộ đèn cấp H : u d = 0,7 bộ đèn cấp T : u i = 0,54 .
Khi đó hệ số sử dụng sẽ là: U=η d u d + η i u d = 0,58.0,7 + 0,31.0,54 = 0,57
2.8. Xác định quang thông tổng yêu cầu :
Φ tông =

Etc Sd
U

Trong đó:
Kích thước phòng ; Etc là độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn ( lux) , S là diện tích bề
mặt làm việc ( m 2 )
d: hệ số bù ; Φ tông là quang thông tổng của các bộ đèn
2.9. 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 dãy ( làm tròn không được phép vượt quá
10%-20%. Nếu không số bộ đèn lựa chọn sẽ không đảm bảo đủ độ rọi yêu cầu .

N bô =

Φ tông

Φ cacbong / 1bo 6

Kiểm tra sai số quang thông không vượt quá mức (10%-20%)
∆Φ% =

N bôden .Φ cacbong / 1bo − Φ tông
Φ tông

10) kiểm tra dộ rọi trung bình


Etb =

N bo 6 den .Φ cacbong / bô .U
S .d

2.11. Phân bố các bộ đèn dựa trên các yêu tố:
Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói , đặc điểm kiến trúc dối tượng ,
phân bố dồ đạc
-Thõa mãn nhu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dây và giữa các bóng
đèn trong một dãy: dễ dàng vận hành và bảo trì
Ta phân bố các bộ đèn sao cho khoảng cách tong một dãy là Ldoc < Ldoc max .
Nếu các khoảng cách đó vượt quá mức cho phép thì phải phân bố lại .
- Chọn khoảng cách từ dãy đèn ngoài cùng đến tường bằng ( 0,3 -0,5).
3. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP TRÊN TA TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO
PHÒNG 70 CHỖ.

 Chiều dài : a = 15 m
 Chiều rộng: b = 6 m
 Chiều cao : c = 4.5m
1) màu sơn :
trần : màu trắng , tường : màu xanh trắng , sàn : gạch
hệ số phàn xạ trần tường sàn lần lượt là : 0,75; 0,45;0,2
2) độ rọi yêu cầu: ( 200-500lx) dành cho trường học (theo tài liệu của Phan
Thị Bình trang 34)
ta chọn Etc = 300 lx
3) chọn hệ chiếu sáng : chung đều
0
4) chon nhiệt độ màu : Tm ( K ) = 2800 − 3800 theo đồ thị đường cong Kruithof
5) chọn bóng đèn loại : Tm = 3800 có Ra = 75 , công suất định mức Pdm = 36 +
pballas = 36+25%.36=45 W
và có quang thông φ d = 2500 lm
6) chọn bộ đèn loại : profil paralamelague , có cấp bộ đèn là D
có hiệu suất : 0,58
chọn số đèn /1 bộ : 2 ; quang thông các bóng trên 1 bộ là : 2.2500 lm
Ldoc max = 1,44htt

Lngang max = 2htt

8) phân bố bộ đèn : cách trần h ' =0 m
Bề mặt làm việc:1m
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc : htt = 3.5m


9) chỉ số địa điểm:
ab
15.6

=
= 1.37
K= htt (a + b) 3.5(15 + 6)

10) hệ số bù : d=1.25
h'
0
=
=0
11) tỉ số treo ; j= '
h + htt 0 + 3.5
12) hệ số sử dụng : U= n d u d + n1u1 =0.58.0.65=0.377≈0.4
trong đó: n d = 0.58 , u d = 0.65
E Sd 300.96.1,25
= 90000 lx
13) quang thông thổng : Φ tông = tc =
U
0.4

14) xác định số bộ đèn : N bôden =

Φ tong
Φ cacbong / bô

15) kiểm tra sai số quang thông: ∆Φ% =

=

90000
= 18 bộ

2.2500

N bôđôđ Φ tongcacbong / 1bo − Φ tông
Φ tông

18.2500.2 − 90000
=0
90000

Kết luận: chon 18 bộ đèn.
16) kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

=


Etb =

N bôden Φ tông / 1boU
Sd

=

18.2500.2.0,4
= 300 lm
96.1,25

17) Phân bố các bộ đèn: dựa vào các yếu tố
 Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói , đặc điểm kiến trúc dối
tượng , phân bố dồ đạc
Thõa mãn nhu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dây và giữa các bóng đèn

trong một dãy: dễ dàng vận hành và bảo trì
 Ta phân bố các bộ đèn sao cho khoảng cách tong một dãy là
Ldoc < Ldoc max . Nếu các khoảng cách đó vượt quá mức cho phép thì
phải phân bố lại .
 Chọn khoảng cách từ dãy đèn ngoài cùng đến tường bằng ( 0,3 -0,5)
sơ đồ bố trí :

Chương 3 : Cơ sở lý thuyết tính toán , thiết kế … cho dãy phòng học:
2.1. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính
toán, nhưng các phương pháp được dùng chủ yếu là:
a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số
nhu cầu :
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm
n

Ptt = k nc .∑ Pđm
i =1

Qtt = Ptt .tagϕ
S tt = Ptt2 + Qtt2 =

Ptt
cosϕ


Khi đó :
n

Ptt = k nc .∑ Pđmi .

(2.1)

i =1

Trong đó :
- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW).
- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của
nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA ).
- n : số thiết bị trong nhóm.
- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của
phương pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số
liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong
nhóm.

b - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn
vị diện tích sản xuất :
Công thức tính :

Ptt = po * F
Trong đó :
- po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m 2 ). Giá trị po đươc
tra trong các sổ tay.
- F : diện tích sản xuất ( m2 ).
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều
trên diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế
chiếu sáng.

c. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho
một đơn vị thành phần :
Công thức tính toán :

Ptt =

M .W0
Tmax

(2.2)

Trong đó :
M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.
Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ ).
Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán
gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác.
d. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
cực đại.
Công thức tính :
n

Ptt = K max .K sd .∑ P dmi
i=1

(2.3)

Trong đó :
n : Số thiết bị điện trong nhóm.

Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm.
Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ.
Kmax = f ( nhq, Ksd ).
nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công
suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm
phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ).
Công thức để tính nhq như sau :


 n

P
∑
dmi ÷

i=1


n hq = n
2
∑ Pdmi
i=1

(

2

(2.4)

)

Trong đó :
Pđm : công suất định mức của thiết bị thứ i.
n : số thiết bị có trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định nhq theo phương pháp trên khá phức tạp do đó có thể
xác định nhq một cách gần đúng theo cách sau :
 Khi thoả mãn điều kiện :

m=

Pdm max
≤3
Pdm min

và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n.
Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các
thiết bị trong nhóm.
 Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau :
2

 n

2
P
 ∑ dmi ÷

n hq =  i=1
Pdmmax

(2.5)

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :
Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max.
Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :
n1

Pl = ∑ P dmi
i=1

Tính

n* =

n1
;
n

P* =

P1
P

P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm :
n

P = ∑ P dmi

(2.5)

i=1

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )


Tính
nhq = nhq*.n
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính nhq theo công thức :

Ptt = Pđm ε %
ε% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm .
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
 Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :
Pqd = 3.Pđmfa max
 Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây :
Pqd =

3 .Pđm

Chú ý : Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn
giản sau để xác định phụ tải tính toán :
 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể
lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :
n

Ptt = ∑ Pdmi

(2.6)

i=1

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm.
Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu
thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :
n

Ptt = ∑ K ti .P dmi

(2.7)

i=1

Trong đó : Kt là hệ số tải . Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :
Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn .
Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
e. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
hình dáng
Công thức tính : Ptt = Khd.Ptb
(2.8)
Qtt = Ptt.tgφ
(2.9)
Stt =

Ptt 2 + Q tt 2

(2.10)

Trong đó Khd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay.

T

∫P

dt

Ptb =

0

T

=

A
T

(2.11)

Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát.
A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T.
f. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ
lệch trung bình bình phương.
Công thức tính :
Ptt = Ptb ± β.δ.
(2.12)
Trong đó : β : hệ số tán xạ.
δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết
bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được

dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà
chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành.
g. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện
khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm
làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :
Iđn = K mm *Ikđ max + Itt – Ksd*Iđm max
Trong đó :
Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong
nhóm.

2.2.

Itt - dòng tính toán của nhóm máy .
Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Tính toán phụ tải: (ÁP DỤNG CÔNG THỨC 2.3)
2.2.1. Tính toán phụ tải cho phòng đào tạo:

stt

Tên thiết bị

Số lượng

p d (W)

k sd

p d (w

1

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần

10

10.36=360

1

)
360

4

4.100=400

0,75

300

2

k tt

ptt (w

cos ϕ

)
0,6
0,85


3
4
5
6
7

Máy tính
Máy fax
Máy in
Máy photo
Máy điều hòa

4
1
1
1
2

8
9
10

Hộp số quạt

ổ cắm
CB

4
2
10

4.500=2000
1.135=135
1.315=315
1.1200=1200
2.750.1,5=225
0

0,8
0,8
0,8
0,8
0,8

1600
108
252
960
1800

k sd

p d (w

0.8

4304

k tt

ptt (w

0,85
0,85
0,85
0,85
0,85

2.2.2. Tính toán phụ tải cho văn phòng kế toán:
stt

Tên thiết bị

Số lượng

p d (W)

20

20.36=720

1

2

3
4
5
6
7

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần
Máy tính
Máy fax
Máy in
Máy photo
Máy điều hòa

)
720

6
8
2
2
1
2

6.100=600
8.500=4000
2.135=270
2.315=630
1.1200=1200

2.750.1,5=225
0

0,75
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8

450
3200
216
504
960
1800

8
9
10

Hộp số quạt
ổ cắm
CB

8
2
10

k sd

p d (w

1

)
720

1

cos ϕ

)
0,6

0.8

6280

k tt

ptt (w

0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85

2.2.3. Tính toán phụ tải cho phòng máy tính 1 và 2
stt
1

Tên thiết bị
Đèn huỳnh

Số lượng
20

p d (W)

20.36=720

cos ϕ

)
0,6


2
3
4

quang
Quạt trần
Máy tính
Máy điều hòa

8

50
2

5
6
7
8

ổn áp 30kVA
Hộp số quạt
ổ cắm
CB

1
8
2
10

8.100=800
50.500=25000
2.750.1,5=225
0

0,75
0,8
0,8

600
20000
1800 0.8

0,85
0,85
23120 0,85

2.2.4. Tính toán dãy phòng học 1,2,3,4,5 có sức chứa 70 chỗ:
stt

Tên thiết bị

Số
lượng

1

Đèn huỳnh
quang

18

18.36=64
8

1

648

0.6

2

Quạt trần

8

0.75

600

0.85

3

Âm li

1

6.100=80
0
1.200=20
0

0.8

160

0.85

4

loa

4

4.320=12
80

0.8

1024

5

Máy chiếu

1

1.300=30
0

0.8

140

6

ổ cắm điện

8

7

ổ cắm âm
thanh

1

p d (W)

k sd

k dt

0.8

ptt (W)

2057.5

cos
ϕ

0.85
0.85


8

Hộp số quạt

8

9

CB

6

2.2.5 Tính toán cho phòng giáo viên :
stt
1

Tên thiết bị

2

Đèn huỳnh
quang
Quạt trần

6
8
9

ổ cắm điện
Hộp số quạt
CB

Số
lượng

30
10
10
10
5

p d (w)

30.36=108
0
10.100=10
00

k dt

p d (w

1

)
1080

0.6

0.75

750

0.85
0.8

ptt (W)

cos ϕ

k sd

1464

CHƯƠNG III . THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO DÃY PHÒNG HỌC:
1.THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG
1.1 Giới thiệu :
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp
khác . nó đóng vai trò quang trọng trong hệ thống trong hệ thống cung cấp
điện . tùy theo điều kiện của việc cung cấp mà người ta đặt máy biến áp phù
hợp .
A) Theo nhiệm vụ người ta phân trạm biến áp thành hai loại :
- Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính :
Trạm này nhận điện từ hệ thống có điện áp từ hệ thống điện áp 35-22KV biến
đổi thành cấp điện áp 10 KV hay 6 KV , có khi xuống tới 0,4 KV
- Trạm biến áp phân xưởng :
trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gianbien61 đổi thành các cấp điện áp
thích hợp phục vụ cho tải là các xưởng , xí nghiệp , nhà cao tầng … . phía sơ
cấp thường là 10 KV, 6 KV , 15KV hoặc 35 KV. Còn phía thứ cấp có các loại
điện áp 220/127V : 380/220 V hoặc 660 KV
. về phương điện cấu trúc người ta chia trạm biến áp ra thành nhiều kiểu :
- Trạm biến áp trong nhà
- Trạm biến áp ngoài trời
1.2 Trạm biến áp và dung lượng biến áp

Khi chọn vị trí số lượng biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh kinh tế , kĩ
thuật .
Nhìn chung , vị trí của trạm biến áp phải thõa mãn các yêu cầu chính sau đây:
- An toàn liên tục cung cấp điện
- Vốn đầu tư bé nhất
- Ít tiêu tốn kim loại màu nhất
- Các khí cụ và thiết bị phải tương đồng với nhau …
- Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất ít chủng
loại để Giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng .
- Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản , chú ý đến sự phát triển của phụ tải
sau này .
Dung lượng của máy biến áp được chọn theo điều kiện sau: S dmba ≥ S ttpt
Trong đó S dmba : là công suất định mức của máy biến áp mà ta chọn .
S ttpt ; là công suất tính toán phụ tải của toàn công trình
Khi thết kế trạm biến áp ta cần xác định số lượng và công suất máy biến áp trong
một trạm , chúng ta cần chú ý đến mức độ tập trung hay phân tán cụa phụ tải của
tòa nhà và tính chất quan trọng của phụ tải về phương diện cung cấp điện . chúng
ta cần phải tiến hành so sánh kinh tế-kĩ thuật ngay khi xác định các phương án
cung cấp điện.
Số lượng và công suất máy biến áp dược xác định theo các tiêu chuẩn kinh tế kĩ
thuật sau:
- Trạm biến áp phải an toàn , liên tục cung cấp điện , tổn hao thấp
- Vốn đầu tư thấp
- Chi phí vận hành hang năm thấp
Ngoài ra cần lưu ý đến việc ;
- Tiêu tốn ít kim loại màu
- Các thiết bị khí cụ phải được nhập dễ dàng vv…
- Dung lượng dung lượng máy biến áp cung cấp cho tòa nhà nên đồng nhất ít
chủng loại để giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

Sơ đồ nối dây cũa trạm nên đơn giản , chú ý đến việc phát triển của phụ tải sau
này
2 CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN
ÁP
Để xác định dung lượn trạm biến áp thì người ta căm cứ vào phụ tải của
toàn công trình công suất của trạm được xác định như sau:
S dmMBA ≥ S tt

Dựa vào kết quả tính toán ở chương 2 ta có các thông số sau :
S tt = 81.3 ( KVA)
Dòng điện tính toán của toàn công trình là :


I tt =

S tt
81.3
=
= 0,37 KA=370 A
U dm 220

Để xác định số lượng và dung lượng máy biến áp ta cần phải tiến hành tính toán
kinh tế kĩ thuật cho nhiều phương án , sau đó chọn phương án tối ưu nhất
Tổn hao diện năng được xác định theo công thức :
2

 S 
∆A = ∆P ' 0 .t + ∆P ' N × tt  × τ
 S dmMBA 

(KWh)

Trong đó:
∆P ' 0 : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng
gây ra:
∆P ' 0 = P0 + K kt × ∆Q0
P0 : tổn thất công suất không tải của máy biến áp được ghi trên nhãn máy .
K kt : hệ số dung lượng kinh tế thường chọn K kt =0,05 (KW/KVA).

t là thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ
τ : thởi gian tổn thất công suất lớn nhất
τ = (0,0124 + Tmax × 10 −4 ) 2 × 8760
Với Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất theo tài liệu 2 trang 25 ta chọn .
∆Q0 : tổn thất công suất phản kháng lúc không tải do lõi thép .
I % × S dmMBA
∆Q0 =
(KVA).
100
I% : dòng điện không tải ghi trên nhãn máy .
S dmMBA : dung lượng định mức của máy biến áp
∆P' N : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra .
∆P' N = ∆PN + K kt × ∆Q N .
Với ∆PN : tổn thất lúc ngắn mạch ( nghi trên nhãn máy )
∆Q N : tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch gây ra .
U % × S dmMBA
∆Q N = N
( KVAR)
100
UN %
1

∆Α = n × ∆P0 .t + P ' N
n

2

 S tt 

 .τ (KWh)
 S dmMBA 

Trong đó:
S dmMBA dung lượng định mức MBA
∆P' N : tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra.
∆P ' 0 : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng

gây ra.


n số lượng máy biến áp mắc song song.
t : thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ
τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất
τ = (0,0124 + Tmax × 10 −4 ) 2 × 8760

T max :là thời gian sử dụng công suất lớn nhất .
T max =5000 (giờ/năm)
⇒ thời gian tổn thất công suất lớn nhất : τ = 3411 giờ
Dựa vào phụ tải toàn phân xưởng là : S tt =165,6 ta đưa ra nhiều phương án lựa
chọn máy biến áp cho phù hợp .theo tiêu chuẩn :
TCVN 1983-1994 điện áp 15KV; 22KV ± 2 × 2,5% / 0,4 KV
+Đối với công trình đang xét thì ta đưa ra 3 phương án chọn MBA:

2.2 Phương án 1
Dùng 1 máy biến áp 3 pha có dung lượng là : 100 KVA
- Có các thông số kĩ thuật sau:
 Công suất định mức :100 KVA
 Điện áp định mức đến 24 KV
 Tổn hao không tải ∆ p 0 =315 (W)= 0,315 KW
 Dòng điện không tải I 0 % = 2
 Tổn hao ngắn mạch ở 75 0 C : P N = 2185 (W) = 2,185 KW
 Điện áp ngắn mạch: U N % = 4 ± 6
Với các thông số trên ta áp kiểm tra các tổn thất của MBA
Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch :
∆QN =

U N %.S dmMBA 4.100
=
= 4 KVAR
100
100

Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch :
∆P ' N = ∆PN + k kt .∆QN = 2,185 + 0,05.4 = 2,385 KW
Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp :
∆QN =

I 0 %.S dmMBA 2.100
=
= 2 KVAR
100
100

Tồn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra :
∆P '0 = ∆P0 + k kt .∆QN = 0,315 + 0,05.2 = 0,415 KW
Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S dmMBA = 100 KVA trong một
năm:
2

2

 S 
 81.3 
∆A1 = ∆P'0. t + ∆P' N . tt  .τ = 0,495.8760 + 2,54.
.3411 = 10062 KWh
 100 
 S dmMBA 


Số tiền tổn thất điện tính trong 1 năm với giá là :1500 KWh
C A = 10062.1500 = 15093000 VND
2.2 Phương án 2
Dùng 1 máy biến áp 3 pha có công suất là : 150 KVA
-Với các thông số kĩ thuật sau :
 Công suất định mức :S dmMBA = 150 KVA
 Điện áp định mức :24KW
 Tổn hao không tải : ∆P0 = 700 W= 0,7 KW
 Tổn hao ngắn mạch : ∆PN = 3250 W=3,25 KW
 Điện áp ngắn mạch phần trăm: U N % = 4
 Dòng điện không tải :I 0 % = 2
Các tổn hao trên máy biến áp được tính như sau:
1

∆QN =

U N %.SdmMBA 4.150
=
= 6 KVA
100
100

Tổn thất công suất tác dng ngắn mạch :

∆P ' N = ∆PN + k kt .∆QN = 3,25 + 0,05.6 = 3,55 KW

Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp :
∆Q0 =

I 0 %.S dmMBA 2.150
=
= 3 KVA
100
100

Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra :
∆P '0 = ∆P0 + k kt .∆Q0 = 0,7 + 0,05.3 = 0,85 KW
Tổn thất điện năng MBA trong một năm là :
2.

2

 S 
 81.3 

∆A1 = ∆P '0 .t + ∆P ' N . tt  .τ = 0,85.8760 + 3,55.
 .3411 = 11003 KWh
S
150

dmMBA



Số tiền tổn thất trong một năm với giá điện 1500VND/KWh
∆C A = 11003.1500 = 16504500 VND
1

2.2 Phương án 3
Dùng hai MBA với dung lượng mỗi máy là 100 KVA
-Các thông số của MBA như sau:
 Công suất định mức của máy : 100 KVA
 Điện áp định mức đến 24 KW
 Tổn hao không tải ∆P0 = 205 W= 0,205 KW
 Tổn hao ngắn mạch ∆PN = 1258 W=1,258 KW
 Điện áp ngắn mạch : U N % = 4 ± 6


 Dòng điện không tải :I 0 % = 2
Tương tự như trên ta khảo sát thực tế các tổn hao của MBA có dung lượng
100 KVA như sau:
Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch :
∆Q N =

U N %.S dmMBA 4.100

=
= 4 KVA
100
100

Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch

∆P ' N = ∆PN + k kt .∆Q N = 1,258 + 0,05.4 = 1,458 KW

Tổn thất công suất phản khan trong MBA
∆Q N =

I 0 %.S dmMBA 2.100
=
= 2 KVAR
100
100

Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra:
∆P ' 0 = ∆P0 + k kt .∆Q N = 0,205 + 0,05.2 = 0.305 KW
Tổn thất điện năng cùa MBA trong 1 năm là :
2

2

 S 
 81.3 
∆A1 = ∆P'0 .t + ∆P ' N  tt  .τ = 0,305.8760 + 1,458.
.3411 = 5959 KWh
 100 

 S dmMBA 

Số tiền tổn thất trong 1 năm với giá tiền điện là 1500 VND
C A = 5959.1500 = 8938500 VND
Phương án này tới 2 máy biến áp 100KVA nên khi bi sự cố 1 máy thi máy còn
lại vẫn có thế cung cấp được:
Công suất định mức của máy : 100 KVA
Khi có sử cố máy có thế hoạt dộng : 1000.[1.4(2-1))= 140 KVA
140KVA > 81.3 KVA
Nên có thể cung cấp đủ diện áp khi có sự cố
• KẾT LUẬN
Qua 3 phương án đề xuất chọn máy và công suất trạm như trên thì ta thấy
phưng án 3 có lợi hơn các đề xuất còn lại . Các hệ số tổn hao thấp và công
suất biểu kiến còn dư tương đối phù hợp cho sự phát triển của công trình trong
tương lai.
1

3. BẢO VỆ MẠNG CẤP ĐIỆN TỪ MÁY PHÁT PHÁT ĐIỆN DỰ
PHÒNG
.Khi thiết bị được cung cấp từ những nguồn xoay chiều từ biến áp trung hạ
hoặc máy phát điện hạ áp ,vấn đề khó khăn là đảm bảo sự hoạt động tốt của hệ
thống bảo vệ với các nguồn khác nhau . cốt lõi của vấn đề này là sự khác nhau
rất lớn giữa tổng trở của các nguồn . Tổng trở của máy phát lớn hơn nhiều tổng
trở của máy biến áp
. Hầu hết các lưới điện công nghiệp và thương mại lớn đều gồm một số tải
quan trọng mà nguồn phải duy trì trong trường hợp lưới điện quốc gia gặp sự
cố như: