THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

LỜI NÓI ĐẦU
********
Điện năng là nguồn năng lượng đặc biệt quan trọng và rất cần thiết cho mọi quốc
gia trên thế giới. Tại Việt Nam việc phát triển nguồn năng lượng này cũng đang được chú
trọng để có thể bắt kịp với tốc độ phát triển kinh tế của đất nước trong thời kỳ công
nghiệp hóa và hiện đại hóa. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, nhu cầu về
điện năng không ngừng gia tăng, thêm vào đó việc áp dụng các quy trình công nghệ tiên
tiến trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, dẫn đến sự ra đời của hàng loạt thiết bị và
máy móc hiện đại đòi hỏi yêu cầu về chất lượng, độ tin cậy và an toàn cung cấp điện …
hết sức nghiêm ngặt. Điều đó đòi hỏi hệ thống điện phải được thiết kế hoàn hảo, đảm bảo
cung cấp điện đầy đủ, chất lượng và tin cậy cho các hộ dùng điện ở mức cao nhất.
Em đã nhận đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài :THIẾT KẾ CUNG CẤP
ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG
Nội dung đồ án:
Chương I : Tính toán nhu cầu phụ tải;
Chương II: Xác định sơ đồ cấp điện;
Chương III: Tính toán chế độ mạng điện;
Chương IV: Chọn và kiểm tra thiết bị điện;
Chương V: Thiết kế mạng điện của 1 căn hộ;
Chương VI: Tính toán nối đất;
Chương VII: Hạch toán công trình;
Chương VIII: Phân tích kinh tế tài chính;
Đây là một đề tài đặc biệt vì đó đang là vấn đề được dư luận hết sức quan tâm.Với
nhu cầu về chung cư hiện nay ngày càng cao thì việc xây dựng khu chung cư phải đi kèm
với việc cung cấp điện tốt nhất.
Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án khó tránh khỏi
thiếu sót. Em mong được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án của em hoàn

thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy là người trực tiếp hướng dẫn,
giúp em hoàn thành bản đồ án này.
Sinh viên
Trần Thị Thảo Hiền
Trần Thị Thảo Hiền

1

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................1
Sinh viên..........................................................................................................................................1
MỤC LỤC........................................................................................................................................2
A.Đề bài:...........................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1......................................................................................................................................7
TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI.................................................................................................7

1.1. Phụ tải sinh hoạt...........................................................................................................7
1.2.1.Công suất tính toán của thang máy................................................................................10
1.2.2. Bơm vệ sinh kỹ thuật....................................................................................................11
1.2.3. Tổng hợp nhóm động lực..............................................................................................12

1.3. Phụ tải chiếu sáng......................................................................................................13
1.4. Tổng hợp phụ tải........................................................................................................14
CHƯƠNG 2....................................................................................................................................15
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN........................................................................................15
2.2.2. Phương án 2: Dùng 1 MBA 500kVA và 1 MPĐ 250kVA...........................................20
2.2.3. Phương án 3: Dùng 1 máy biến áp 500 kVA................................................................21
2.2.4. Chọn cáp từ MBA sang tủ hạ thế tổng.........................................................................22

2.3. Lựa chọn phương án đi dây mạng điện tòa nhà........................................................23
2.4 Chọn dây cấp cho mạch điện thang máy....................................................................35
2.5. Chọn dây cấp cho mạch bơm....................................................................................36
2.6. Chọn dây cấp cho mạch chiếu sáng..........................................................................38
CHƯƠNG 3....................................................................................................................................39
TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN...........................................................................................39

3.1 Hao tổn điện áp trên đường dây và máy biến áp.......................................................40
3.2.Tổn thất công suất và tổn thất điện năng...................................................................40
CHƯƠNG 4....................................................................................................................................43
CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN......................................................................................43

4.1.Tính toán ngắn mạch..................................................................................................43
4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp....................................................................................45
4.2.1 Cầu chảy cao áp.............................................................................................................45
4.2.2 Dao cách ly....................................................................................................................45
4.2.3 Chống sét.......................................................................................................................45

Trần Thị Thảo Hiền

2

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối...................................................................................45
4.3.1 Chọn thanh cái...............................................................................................................45
4.3.2 Chọn sứ cách điện..........................................................................................................46
4.3.3 Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp......................................................................................46

4.3.4 Chọn aptomat và cầu chảy.......................................................................................47
4.3.4.1 Chọn aptomat:.............................................................................................................47

4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của động cơ....................................................................50
CHƯƠNG 5....................................................................................................................................52
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ...........................................................................52

5.1 Chọn sơ bộ thiết bị cho căn hộ...................................................................................52
5.2 Chọn thiết bị bảo vệ cho mạng điện căn hộ...............................................................52
CHƯƠNG 6....................................................................................................................................56
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP....................................................................................56
CHƯƠNG 7: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH.................................................................................58
CHƯƠNG 8....................................................................................................................................60
PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH.............................................................................................60
II.BẢN VE......................................................................................................................................65

1.Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp điện cho tòa nhà trung cư.................................65
2.Sơ đồ trạm biến áp nguồn..............................................................................................66

3. Sơ đồ mạng điện căn hộ...............................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................70

Trần Thị Thảo Hiền

3

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

ĐỒ ÁN 3
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ CAO TẦNG
Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ THẢO HIỀN
Lớp
: Đ3_H1
Thời gian thực hiện : 5/2011

A.Đề bài:
Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành
phố rất lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có nh căn hộ, công suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ
với diện tích tiêu chuẩn 70m² là p0, kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H, m. Chiếu
sáng ngoài trời với tổng chiều dài lấy bằng năm lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất
chiếu sáng là: p0cs2=0,03 kW/m. Nguồn điện có công suất vô cùng lớn, khoảng cách từ điểm
đầu điện đến tường của tòa nhà là L, mét. Toàn bộ chung cư có ntm thang máy gồm hai loại
nhỏ và lớn với hệ số tiếp điện trung bình là ɛ=0,6; hệ số cosφ=0,65. Thời gian sử dụng công
suất cực đại là TM, h/năm;

Hệ thống máy bơm bao gồm:
+ Bơm sinh hoạt
+ Bơm thoát nước
+ Bơm cứu hỏa
+ Bơm bể bơi
Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24h;
Suất thiệt hại do mất điện là : gth=4500 đ/kWh;
Chu kỳ thiết kế là 7 năm. Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt=P0[1+α(t-t0)] với suất
tăng trung bình hàng năm là α=4,5%.
Hệ số chiết khấu i=0,1;
Giá thành tổn thất điện năng : c∆=1000 đ/kWh;
Giá mua điện gm= 500 đ/kWh; Giá bán điện trung bình gb= 860 đ/kWh.
Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện.

Trần Thị Thảo Hiền

4

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Bảng : Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng
Ho
Số hộ theo
diện tích

1
T

Tên

Thang máy

Số
tầng

70

100

120

Nhỏ

Lớn

2

3

4

5

6

24

3

4

5

2×7,5

Tên đệm

Bơm nước

Các tham số khác

Cấp nước sinh hoạt

Thoát

Bể bơi

Cứu
hỏa

H,m

TM,h

L,m

7

8

9

10

11

12

13

14

2×20

2×16+4×5,6+4×1,
2
2×5,5

5,5+4,5

20+16
3,7

438
0

82

H
T

A.Nhiệm vụ thiết kế:
I. Thuyết minh
1. Tính toán nhu cầu phụ tải
1.1.
Phụ tải sinh hoạt
1.2.
Phụ tải động lực
1.3.
Phụ tải chiếu sáng
1.4.
Tổng hợp phụ tải
2. Xác định sơ đồ cung cấp điện
2.1.
Chọn vị trí đặt trạm biến áp
2.2.
Lựa chọn phương án (so sánh ít nhất 2 phương án):
- Sơ đồ mạng điện bên ngoài
- Sơ đồ mạng điện trong nhà
3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn
3.1.
Chọn số lượng và công suất máy biến áp
3.2.
Chọn tiết diện dây dẫn
4. Chọn thiết bị điện

4.1.
Tính toán ngắn mạch
4.2.
Chọn thiết bị của trạm biến áp
4.3.
Chọn thiết bị của các tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường
v.v.)
4.4.
Kiểm tra chế đọ khởi động của các động cơ
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1.
Tổn thất điện áp
5.2.
Tổn thất công suất
Trần Thị Thảo Hiền

5

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

5.3.
Tổn thất điện năng
6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
6.1.
Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

6.2.
Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
7. Tính toán nối đất
8. Hạch toán công trình
9. Phân tích kinh tế – tài chính
II. Bản ve
1. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư với đầy đủ ký hiệu, mã
hiệu thiết bị.
2. Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp,
sơ đồ nối đất.
3. Sơ đồ mạng điện của một căn hộ gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ bố trí thiết bị và dây
dẫn.
4. Các bảng số liệu tính toán.

Trần Thị Thảo Hiền

6

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

THỰC HIỆN
I.

THUYẾT MINH
CHƯƠNG 1

TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI
Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm
cả chiếu sáng) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỉ lệ lớn so với phụ tải
động lực.
Bảng 1.1 Số liệu thiết kế ban đầu
Ho
Số hộ theo
diện tích

1

Số
tầng
2

T

24

Tên

Thang máy

Tên đệm

Bơm nước

Các tham số khác

70

100

120

Nhỏ

Lớn

Cấp nước sinh hoạt

Thoát

Bể bơi

3

4

5

6

7

9

10

3

4

5

2×7,5

2×20

8
2×16+4×5,6+4×1,
2

Cứu
hỏa
11

2×5,5

5,5+4,5

20+16

H
T

H,m

TM,h

L,m

12

13

14

3,7

438
0

82

1.1. Phụ tải sinh hoạt.
→ Số hộ/tầng là: nh = 3 + 4 + 5 = 12 hộ.
Tổng số căn hộ: Nhộ = Ntầng.nh = 24.12 = 288 hộ.
 Xác định phụ tải sinh hoạt từng tầng
N

PshTi= kcc.kdtTi.P0-i. ∑ ni .k hi
i =1

Trong đó:
• kcc - hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%,tức
kcc=1,05).
• kdtTi - hệ số đồng thời theo số căn hộ của tầng thứ i.
Mỗi tầng có 12 hộ → n=12.

Theo bảng 1.pl:
Trần Thị Thảo Hiền

7

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

n =12 nằm giữa n1=10 (kdt1= 0,47) và n2= 20 (kdt2= 0,41). Thì khi đó
kđt ứng với n= 12 được tính như sau:
kdtTi= kdt1+ (n- n1)= 0,47+ (12-10).

0, 47 − 0, 41
= 0,458
10 − 20

• P0-i - công suất tiêu thụ của mỗi căn hộ ứng với chu kỳ tính toán.
Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Phụ tải gia tăng theo hàm
tuyến tính P0-i=P0[1+α(t-t0)]
Trong đó:
α – suất tăng phụ tải hàng năm, α = 4,5%;
P0 – phụ tải năm cơ sở t0; (Chu kỳ thiết kế là 7 năm, coi năm cơ sở là năm hiện tại t0
= 0).
Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành
phố rất lớn nên theo bảng 10.pl:
Bảng 1.2: Suất phụ tải sinh hoạt thành phố, kW/hộ

Suất phụ tải kW/hộ
Loại
thành
phố

Chỉ tiêu
m2/hộ

Rất lớn

70

Có bếp ga
Trung
bình
1,25

Có sử dụng bếp điện

Trong đó
Nội
thành
1,83

Trung
bình

Ngoại
thành
1,10

1,82

Trong đó
Nội
thành
2,53

Ngoại
thành
1,66

→ Phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như bảng
sau:
Stt
1
2
3
4
5
6
7

P0
1,83
1,83
1,83
1,83
1,83
1,83

1,83

α
0,045
0,045
0,045
0,045
0,045
0,045
0,045

t
1
2
3
4
5
6
7

P0-i
1,912
1,995
2,077
2,159
2,242
2,324
2,406

Vậy P0-7= 2,406

• N - số nhóm căn hộ có cùng diện tích.
Trần Thị Thảo Hiền

8

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

• ni- số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau).
Số hộ theo diện tích
Số tầng
70
3
24
100
4
24
120
5
24

ni
72
96
120

• khi- hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i .
khi = 1 + (Fi – Ftc).0,01
Trong đó:
Fi - diện tích căn hộ loại i, [m2];
Ftc – diện tích căn hộ tiêu chuẩn [m];
Theo bảng tra 10.pl ứng với nội thành thành phố rất lớn diện tích căn hộ tiêu
chuẩn: Ftc = 70 m2
→Hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i được tính như sau:
Fi
70
100
120

Ftc
70
70
70

khi
1
1,3
1,5

Vậy phụ tải sinh hoạt từng tầng là:
PshTi= 1,05.0,458. 2,406.(3.1+ 4.1,3+ 5.1,5)= 18,166[kW]
 Phụ tải sinh hoạt toàn chung cư
Phụ tải tính toán trong chung cư được xác định theo biểu thức:
m

Pshc= kcc.kdtc.P0-i. ∑ ni .khi

i =1

Trong đó:
• m- tổng số nhóm căn hộ của toàn chung cư.
• kdtc- hệ số đồng thời của toàn chung cư.
Chung cư có 288 hộ → n=288.
Theo bảng 1.pl:
n =288 nằm giữa n1=200 (kdt1= 0,31) và n2= 300 (kdt2= 0,3). Thì khi đó kđt ứng với
n= 288 được tính như sau:
kdtc= kdt1+ (n- n1)= 0,31+ (288 - 200).

0,31 − 0,3
= 0,301
200 − 300

Vậy phụ sinh hoạt toàn chung cư là:
Trần Thị Thảo Hiền

9

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Pshc= 1,05.0,301. 2,406.(72.1+ 96.1,3+ 120.1,5)= 286,525 [kW]
1.2.Xác định phụ tải động lực
Phụ tải động lực trong các khu nhà chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch vụ

và vệ sinh kỹ thuật như: thang máy, máy bơm nước, máy quạt, thông thoáng... Phụ tải
tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức:
Pdl = knc.dl(Рtm∑ + Pvskt)
Trong đó:
Pdl- công suất tính toán của phụ tải động lực, [kW];
Knc.dl- hệ số nhu cầu của phụ tải động lực (thường lấy bằng 0,9 (bảng 2.pl));
PtmΣ - công suất tính toán của các thang máy [kW];
Pvskt - công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật [kW];
1.2.1.Công suất tính toán của thang máy
Ho
Số hộ theo
diện tích

1

Số
tầng
2

T

24

Tên

Thang máy

Tên đệm

Bơm nước

Các tham số khác

70

100

120

Nho

Lớn

Cấp nước sinh hoạt

Thoát

Bể bơi

3

4

5

6

7

9

10

3

4

5

2×7,5

2×20

8
2×16+4×5,6+4×1,
2

Cứu
hỏa
11

2×5,5

5,5+4,5

20+16

H
T

H,m

TM,h

L,m

12

13

14

3,7

438
0

82

Công suất tính toán của thang máy được xác định theo biểu thức:
n ct

PtmΣ = k nc.tm ∑ Ptmi
1

Trong đó:
• knc.tm- hệ số nhu cầu của thang máy
Ứng với 4 thang máy, nhà 24 tầng knc.tm xác định theo bảng2.pl:

Bảng 1.3: hệ số nhu cầu của thang máy dùng cho chung cư cao tầng.

Trần Thị Thảo Hiền

10

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện
Số
tầng
20÷24

1
-

2
-

3
1

4
1

Trường Đại Học Điện Lực
Số lượng thang máy
5
6
7

8
9
10
15
20
0,95 0,85 0,8 0,75 0,7 0,66 0,54 0,47

• nct- số lượng thang máy;
• Ptmi- công suất của thang máy thứ i, [kW];
Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần
phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

Ptm = Pn.tm ε
Trong đó:
Pn.tm- công suất định mức của động cơ thang máy, [kW];
ε - hệ số tiếp điện của thang máy (chọn ε = 0,6);
Áp dụng vào thiết kế chung cư cụ thể ta có:
Chung cư có 2 thang máy nhỏ và 2 thang máy lớn. Công suất định mức tương ứng
là: 2x7,5 và 2x20.
Ptm1 = Ptm2 = 7,5. 0,6 = 5,809
Ptm4 = Ptm3 =20. 0,6 = 15,492
→ Công suất tính toán của thang máy:
Ptm Σ = 1. (2. 5,809+ 2. 15,492)= 42,602 [kW]
1.2.2. Bơm vệ sinh kỹ thuật
Ho
Số hộ theo
diện tích

Tên

Thang máy

Bơm nước

Số
Cấp nước sinh
Cứu
70 100 120 Nhỏ Lớn
Thoát Bể bơi
tầng
hoạt
hoa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
T 24
3
4
5 2×7,5 2×20 2×16+4×5,6+4×1,2
H
2×5,5 5,5+4,5 20+16
T

Tên đệm
Các tham số khác
H,m

TM,h

L,m

12

13

14

3,7

438
0

82

Công suất tính toán của bơm vệ sinh kỹ thuật được xác định theo biểu thức:
Trần Thị Thảo Hiền

11

Lớp Đ3-H1

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực
m

Pvskt= knc.vskt ∑ Pđm.vskt
i= 1

Trong đó:
• knc.vskt- hệ số nhu cầu của nhóm động cơ vệ sinh kỹ thuật.
Chung cư có 16 máy bơm → m=16.
Theo bảng 3.pl:
m =16 nằm giữa m1=15 (knc.vskt1= 0,65) và n2= 20 (knc.vskt2= 0,63). Thì
khi đó kđt ứng với m= 16 được tính như sau:
→ knc.vskt = knc.vskt1+ (m- m1)
= 0,65+ (16 - 15).

0, 65 − 0, 63
= 0,646
15 − 20

• m- số bơm trong công trình;
• Pđmvsi – công suất định mức của động cơ vệ sinh kỹ thuật thứ i [kW];
Chức năng
Cấp nước sinh
hoạt
Thoát
Bể bơi
Cứu hỏa

Số
lượng
2
4
4
2
1
1
1
1

Công
suất(kW)
16
5,6
1,2
5,5
5,5
4,5
20
16

Tổng
59,2
11
10
36

→Phụ tải bơm vệ sinh kỹ thuật:
Pvskt= 0,646.(59,2 + 11+ 10+ 36)= 75,065 [kW]

1.2.3. Tổng hợp nhóm động lực
Pđl = knc.đl (Ptm + Pvskt)
Trong đó:
knc.đl- hệ số nhu cầu của nhóm động lực
Bảng 1.4: Giá trị hệ số nhu cầu phụ thuộc vào số nhóm tải.
Số nhóm(n)
Trần Thị Thảo Hiền

2

4
12

6

≥ 10

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện
knc.đl

Mạng hạ áp
Mạng cao áp

Trường Đại Học Điện Lực
0,9
0,95

0,8
0,9

0,7
0,8

0,6
0,7

→Phụ tải tổng hợp nhóm động lực:
Pđl = 0,9.( 42,602 + 75,065 )= 105,9 [kW]
1.3. Phụ tải chiếu sáng
Ho
Số hộ theo
diện tích

1
T
H

Tên

Thang máy

Tên đệm
Các tham số
khác

Bơm nước

Số
70 100 120 Nhỏ Lớn Cấp nước sinh hoạt
tầng
2
3
4
5
6
7
8
24
3
4
5 2×7,5 2×20 2×16+4×5,6+4×1,2

T

Thoát

Bể bơi

9

10

Cứu
hỏa
11

2×5,5

5,5+4,5

20+16

H,m

TM,h

L,m

12

13

14

3,7

438
0

82

 Chiếu sáng trong nhà: đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải sinh hoạt,
đã có nhân với hệ số kcc (lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt).
 Chiếu sáng bên ngoài:
PcsN= p0cs .Lcs
Trong đó:
p0cs- suất công suất chiếu sáng [W/m] (đã cho p0cs =0.03kW/m);

Lcs- tổng chiều dài mạch chiếu sáng ngoài trời
Lcs= 5.H.N
Trong đó:
H- chiều cao trung bình của mỗi tầng [m];
N- số tầng của chung cư;
→ Lcs= 5.3,7.24= 444 [m]
→Phụ tải chiếu sáng là:
PcsN=444.0,03= 13,32 [kW]

 Chiếu sáng và ổ cắm tầng hầm:
PH = 30.AH
Trong đó:
Trần Thị Thảo Hiền

13

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

PH- công suất chiếu sáng tầng hầm [W]
AH- diện tích sàn [m2]
A= 1,2.(3.70 + 4.100 + 5.120) = 1452 [m2]
→ PH = 30.1452 = 43560W =43,56 [kW]
 Công suất chiếu sáng:
Pcs = PcsN + PH = 13,32 + 43,56 = 56,88 [kW]

1.4. Tổng hợp phụ tải
Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải sinh hoạt
được xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm động lực được xác
định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm chiếu sáng.
Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương pháp số gia:
ghép nhóm từng cặp phụ tải từ nhỏ nhất tới lớn nhất giữa Psh (286,525 [kW]), Pđl (105,9
[kW]),Pcs (56,88 [kW])
Pđl-cs= Pđl + Pcs [()0.04 – 0,41]
= 105,9 + 56,88 [(

56,88 0,04
) – 0,41] = 145,27 [kW]
5

Pttcc= Psh-đlcs = Psh + Pđlcs [()0,04 – 0,41]
= 286,525 + 145,27 [(

145, 27 0,04
) –0,41]=393,19 [kW]
5

Hệ số công suất trung bình toàn nhà:
P cos ϕ + P cos ϕ + P cos ϕ
∑ P .cos ϕ
đl
đl cs
cs sh
sh
i
i

Cosφtb=
=
∑P
i

P +P +P
đl cs sh

Trong đó:
• Cosφđl- hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực;
P cos ϕ + P
cos ϕ
∑ P .cos ϕ
tm
tm vskt
vskt
i
i
Cosφđl =
=
∑P
i

P +P
tm vskt

Với cosφtm, cosφvskt là hệ số công suất tra trong bảng 9.pl
Hộ tiêu thụ điện
Hộ gia đình có sử dụng bếp điện
Hộ gia đình dùng bếp gas hoặc bếp than

Trần Thị Thảo Hiền

14

cosφ
0,98
0,96
Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Các thiết bị động lực(máy bơm,quạt hút bụi...)
Thang máy
→ Cosφđl =

0,8
0,65

42, 602.0, 65 + 75, 065.0,8
= 0,746
42, 602 + 75, 065

• cosφcs - hệ số công suất của nhóm phụ tải chiếu sáng. (chiếu sáng
trong tòa nhà chung cư sử dụng các đèn đã có bù cosφcs =0,85);
• cosφsh – hệ số công suất của nhóm phụ tải sinh hoạt (cosφ= 0,96);
→Hệ số trung bình toàn nhà là:
Cosφtb=

105,9.0, 746 + 56,88.0,85 + 286,525.0,96
= 0,896
105,9 + 56,88 + 286,525

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn nhà cho cả
chu kỳ thiết kế 7 năm là:
Pttcc∑ = 1,1.Pttcc = 1,1. 393,19= 432,509 [kW];
Sttcc∑

P
ttcc ∑ 432,509
=
=
= 482,71 [kVA];
cos ϕ
0,896
tb

Qttcc∑ =

S2
− P2
=
ttcc ∑ ttcc ∑

482, 712 − 432,5092 = 214,35 [kVAR];

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

Trần Thị Thảo Hiền

15

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

2.1.Vị trí đặt trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải, thuận tiện cho hướng nguồn tới, cho
việc lắp đặt các tuyến dây, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế.
Đối với tòa nhà chung cư được xây dựng trong một thành phố lớn, vấn đề mỹ quan
của khu nhà cần được quan tâm. Trạm biến áp sẽ được đặt trong tầng hầm của tòa nhà.Vì
những lý do sau:
+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ.
+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người.
+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra.
Vậy ta đặt tram biến áp ở tầng hầm của chung cư, và để không chiếm diện tích chỗ
để xe, đồng thời tiện lợi cho việc đi dây từ nguồn điện vào. Ta đặt trạm biến áp ở góc
tường của tòa nhà.
Sử dụng các máy biến áp khô để đảm bảo an toàn và thuận tiện trong quá trình
vận hành.
Chọn cáp từ nguồn tới trạm biến áp (tính theo phương pháp Icp)
I

I
≥ lv.max
cp
k .k
1 2

Trong đó:
Ilvmax – là dòng điện cực đại lâu dài chạy trong dây dẫn,[ A];
Icp – là dòng điện cho phép của dây dẫn tiêu chuẩn, [A];
k1 – là hệ số tính đến môi trường đặt dây;
k2 – là hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau;
Lấy k1 = 1, k2 = 1.
I

lv.max

=

S
S
482, 71
tt
= tt =
= 12,67 [A]
3.U
3.22
3.22
đm

→ Chọn loại cáp 22kV – Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC – 3x35mm2 có Icp =170A.

2.2. Chon số lượng và công suất máy biến áp
Trạm biến áp được cấp từ nguồn cách khu nhà 82 [m], sử dụng một mạch cáp trung thế.
Vì phụ tải tòa nhà chung cư cao tầng thuộc hộ loại II và III nên các phương án sử dụng
máy biến áp như sau, đảm bảo khi chọn cấu hình và công suất của MBA thì trong suốt
Trần Thị Thảo Hiền

16

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

chu kỳ thiết kế, không phải tiến hành thay thế hay nâng cấp trạm biến áp (tức là MBA và
các phần tử trong trạm được chọn theo công suất toàn phần ở năm thứ 7 của chu kỳ thiết
kế)
 Phương án 1: 2 MBA
Công suất một máy được chọn theo công thức:
S

 S ≥ sc
 Bn 1, 4

S

tt
S
≥

 Bn
2


246, 731

 S Bn ≥ 1, 4 = 176, 236
⇔ 
⇔ S ≥ 241,355 kVA
Bn
 S ≥ 482, 71 = 241,355
 Bn
2

Trong đó:Ssc bao gồm thang máy, bơm nước, chiếu sáng và thoát hiểm

(Pd l= 105,9 [kW]; Pcs= 56,88 [kW]; Pth= 1,05.75,065=78,818 [kW] )
Pcs 0.04
56,88 0,04
) – 0,41] = 78,818 + 56,88 [(
) – 0,41] = 118,187 [kW]
5
5
P
Psc = Pthcs-dl = Pthcs + Pdl [( dl )0,04 – 0,41]
5
Pth-cs= Pth + Pcs [(

105,9 0,04
) –0,41]=194,424 [kW]

5
∑ Pi .cos ϕiđl P cos
190, 404
đl ϕ cs + P cos
cs ϕ th + P cos
th ϕ
cos ϕtb =
=
=
= 0, 788
∑ Piđl cs th
P +P +P
241,598

= 118,187 + 105,9 [(

S sc =

Psc
194, 424
=
= 246, 731(kVA)
cosϕ
0, 788

→ Chọn hai MBA: 2x250 kVA
 Phương án 2: 1 MBA và 1 máy phát dự phòng (cấp điện cho phụ tải ưu tiên là
bơm, thang máy và chiếu sáng sự cố trong nhà).
 S MPĐ ≥ S sc
 S MPD ≥ 246,731 kVA

⇔

 S Bn ≥ 482,71 kVA
 S Bn ≥ Stt
→ Chọn 1MBA: 500kVA và 1 MPĐ: 250kVA
 Phương án 3: 1 MBA
S

Bn

≥ S ⇔ S ≥ 482, 71 kVA
tt
Bn

→ Chọn 1 MBA: 500kVA
Các tham số của máy biến áp do ABB sản xuất được thể hiện trong bảng sau (tra
bảng 21.pl ):
SBA ,kVA
Trần Thị Thảo Hiền

∆P0,kW
17

∆PN ,kW
Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

2x250

0,64

4,1

500

1

7

Dưới góc độ kỹ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện:
Đối với phương án 1, khi có sự cố ở một trong hai máy biến áp, máy còn lại sẽ phải gánh
một phần phụ tải, còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ (trừ
các phụ tải ưu tiên được cung cấp qua máy phát điện) khi có sự cố trong máy biến áp. Để
đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt
hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp.
2.2.1.Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2x250 kVA
•

Vốn đầu tư của phương án 1:
V = VBđmB
1 = 1, 6. ( m + n.S

1

)

Với: m- hệ số kinh tế cố định của trạm biến áp (m= 24,18.106 đ)
n- hệ số kinh tế thay đổi của trạm biến áp (n=0,18.106 đ/kV)
→V1 = 1,6.(24,18+0,18.250).106 =110,688.106 [đ]
Chi phí thường xuyên hàng năm của phương án 1: C1t = ∆AB1t .c ∆ + Ytht
- Tổn thất công suất trong MBA ở năm thứ t của chu kì thiết kế:
2

∆AB1t

∆PN 1  S t 
=

 τ + 2.∆P01 .8760
2  S đmB1 

Trong đó:
•

St – phụ tải tính toán năm thứ t [MVA]

St =

P
Pt
= shtđl, cs,
cos ϕtb cos ϕtb

Pđl,cs được tính theo phương pháp số gia:

Trần Thị Thảo Hiền

18

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Pđl ,cs

Trường Đại Học Điện Lực

 Pcs 0,04

= Pđl + Pcs  ÷ − 0,41
 5 

 56,88 0,04

=105,9 + 56,88 
−
0,41
 = 145,269 kW
÷
5





Pshtđl, cs,

•

 Pđl ,cs 0,04

= Psht + Pđl cs, 
−
0,41

÷
 5 

 145,269 0,04

= Psht + 145,269 
−
0,41
 = Psht + 106,667
÷
5





ΔP0, ΔPn- tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch MBA [kW]

(

τ = 0,124 + 10−4.T
max
•

)

2

(

)

2

.8760 = 0,124 + 10 −4.4380 .8760 = 2767 ( h )

- Thiệt hại do mất điện khi sự cố ở năm thứ t, chính là phụ tải sinh hoạt:
n


Ysht = kccđt.k ×p0 [ 1 + α t ] ∑i n ×i k  ×t f ×thg =t P .t f ×thg

i =1


Vì việc đầu tư được thực hiện ở năm đầu tiên, nên các phương án được so sánh dựa trên
giá trị qui đổi về hiện tại của chi phí thường xuyên hàng năm:
T
PVC = ∑ C Σ .β t → min
t

t =1

Trong đó:
β=

1
1
=
≈ 0,91
1 + i 1 + 0,1

Tính toán cho các năm ta có bảng tổng kết:
Trần Thị Thảo Hiền

19

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện
Năm
Psh t
thứ
(kW)
1
227,696

Trường Đại Học Điện Lực

Pt

(kW)
334,363

St
ΔABt
(kVA)
(kWh)
373,173 12476,670

Ysh
(106 đ)
24,591

Ct
(106 đ)
37,067

0,910

PVC
(106 đ)
33,731

βt

2

237,580

344,247

384,204 12552,498

25,658

38,211

0,828

31,646

3

247,345

354,012

395,103 12629,582

26,713

39,342

0,754

29,647

4

257,110

363,777

406,001 12708,822

27,767

40,476

0,686

27,756

5

266,994

373,661

417,033 12791,224

28,835

41,626

0,624

25,976

6

276,760

383,427

427,932 12874,802

29,890

42,764

0,568

24,284

7
286,525
Tổng

393,192

438,830 12960,537 30,944
88994,135 194,401

43,905

0,517

22,688
195,72

2.2.2. Phương án 2: Dùng 1 MBA 500kVA và 1 MPĐ 250kVA

•

Vốn đầu tư của phương án 2:
V2 = V B 2 + 1,1.VMF = m + n.S đmB 2 + 1,95.S MF (10 6 đ )

Trong đó:
m- hệ số kinh tế cố định của trạm biến áp (m= 24,18.106 đ)
n- hệ số kinh tế thay đổi của trạm biến áp (n=0,18.106 đ/kV)
→ V2 = (24,18+0,18.500).106 +1,95.250.106 = 601,68.106 [đ]
•

Chi phí thường xuyên hàng năm của phương án 2: C = ( ∆A + ∆A ).c + Y
2t
B 2t
MFt
∆
tht
Tổn thất công suất trong MBA ở năm thứ t của chu kì thiết kế:
2

∆AB 2t

 S 
= ∆PN 2  t  τ + ∆P02 .8760
 S đmB 2 

(Bỏ qua tổn thất trong MPĐ và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến áp nên ta chỉ tính

tổn thất trong MBA)

Trần Thị Thảo Hiền

20

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Tính toán như phương án 1 ta có các số liệu thống kê ở bảng sau:
Năm Psh t
Pt
St
ΔABt
thứ (kW)
(kW) (kVA)
(kWh)
1 227,696 334,363 373,173 19549,131

Ysh
Ct
βt
6
(10 đ) (106 đ)
24,591 44,140 0,910

PVC
(106 đ)
40,167

2

237,580 344,247 384,204 20196,446

25,658 45,855 0,828

37,972

3

247,345 354,012 395,103 20854,480

26,713 47,567 0,754

35,856

4

257,110 363,777 406,001 21530,919

27,767 49,298 0,686

33,806

5

266,994 373,661 417,033 22234,351

28,835 51,069 0,624

31,869

6

276,760 383,427 427,932 22947,825

29,890 52,837 0,568

30,005

7 286,525 393,192 438,830 23679,704 30,944 54,624 0,517
Tổng
150992,857 194,401

28,228
237,894

2.2.3. Phương án 3: Dùng 1 máy biến áp 500 kVA
•

Vốn đầu tư của phương án 2:
V 3 = m + n.S

đmB

→V3 = (24,18+0,18.500).106 =114,18.106 [đ]

•

Chi phí thường xuyên hàng năm của phương án 3:
C 3t = ∆AB 3t .c ∆ + Ytht

Trong đó:
Tổn thất công suất trong MBA ở năm thứ t của chu kì thiết kế:
2

∆AB 3t

 S 
= ∆PN 3  t  τ + ∆P03 .8760
 S đmB 3 

Thiệt hại do mất điện khi sự cố ở năm thứ t:
Ysht = Pttcc.t ⋅ t f ⋅ g th

Pttcc.t – công suất tính toán toàn chung cư năm thứ t (kWh)

Trần Thị Thảo Hiền

21

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Tính toán như phương án 1 ta có các số liệu thống kê ở bảng sau:
Năm
Psh t
Pt
St
thứ
(kW)
(kW)
(kVA)
1
227,696 334,363 373,173

ΔABt
(kWh)
19549,131

Ysh
(106 đ)
36,111

Ct
(106 đ)
55,660

0,910

PVC
(106 đ)
50,650

βt

2

237,580 344,247 384,204

20196,446

37,178

57,375

0,828

47,512

3

247,345 354,012 395,103

20854,480

38,233

59,087

0,754

44,526

4

257,110 363,777 406,001

21530,919

39,287

60,818

0,686

41,706

5

266,994 373,661 417,033

22234,351

40,355

62,589

0,624

39,058

6

276,760 383,427 427,932

22947,825

41,410

64,357

0,568

36,548

7
286,525 393,192 438,830 23679,704 42,464
Tổng
150992,857 275,041

66,144

0,517

34,181
294,182

Kết quả tổng hợp so sánh của 3 phương án chon máy biến áp
Tham số
Vốn đầu tư V,106 đ
ΔA, kWh
Thiệt hại Y, 106 đ

PVC, 106 đ

Phương án 1
(2x250kVA)
129,408
88994,135
194,401
195,72

Phương án 2
(1x250;1x500kVA)
601,68

Phương án 3
(1x500kVA)
114,18

150992,857
194,401
237,894

150992,857
275,041
294,182

Từ kết quả tính toán ở bảng ta thấy phương án 1 có PVC nhỏ nhất, nên đó chính là
phương án tối ưu cần xác định .Tóm lại ta chọn 2 máy biến áp 250kVA.
2.2.4. Chon cáp từ MBA sang tủ hạ thế tổng
I

I
≥ lv.max
cp
k .k
1 2

Trong đó:
Ilvmax – là dòng điện cực đại lâu dài chạy trong dây dẫn [ A];
Icp – là dòng điện cho phép của dây dẫn tiêu chuẩn [ A];
k1 – là hệ số tính đến môi trường đặt dây (k1=0,95);
Trần Thị Thảo Hiền

22

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

k2 – là hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau (k 2 =
0,9);
I

lv.max

=

1, 4.S

đmB =
3.U
đm

1, 4.S

đmB = 1, 4.250 = 531, 77 A
3.0,38
3.0,38

I
lv.max = 531, 77 = 621,95 A
I
≥
→ cp
k .k
0,95.0,9
1 2

=> Chọn loại cáp 0,6/1kV – Cu/XLPE/PVC – 3x500mm2 có Icp = 640 A.
2.3. Lựa chon phương án đi dây mạng điện tòa nhà
Chọn dây dẫn cho đường trục chính theo phương pháp tổn thất điện áp cho phép. Tổn thất
điện áp cho phép toàn mạng, từ đầu cực hạ thế MBA đến đầu hộ gia đình là 4,5%, được
phân bố như sau: Từ MBA đến tủ hạ thế tổng là 1%, từ tủ hạ thế tổng tới tủ tầng cuối
nhánh là 2,25%, từ tủ tầng cuối cùng đến hộ gia đình xa nhất là 1,25% .
Phương án 1: thiết kế hai đường cáp trục, 1 đường cấp cho các tầng lẻ và một đường cấp
cho các tầng chẵn.

Trần Thị Thảo Hiền

23

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

Hình 2.1.Sơ đồ mạch cấp cho các tầng chẵn và các tầng le

Trần Thị Thảo Hiền

24

Lớp Đ3-H1


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện

Trường Đại Học Điện Lực

a)Tính cho mạch cấp cho các tầng le:
 Tính tiết diện dây của đường cấp cho tầng lẻ:
Ta có:
Psh 286,525
=
= 143, 263kW
2

2
Q = P.tgϕ sh = 143, 263.0,3 = 42,979kVAr
P=

Cho trước 1 trị số của x0 = 0,1 Ω/km ta có:

lij 
∑
Q.x0 
÷
i, j
∆U x =
l01 +

U dm 
2 ÷
÷



Trong đó:
lij - khoảng cách giữa các điểm tải trên đường dây trục (tính từ tầng đầu tiên
được cấp điện từ mạch); lij=7,4m
l01 - khoảng cách từ vị trí đặt tủ hạ thế (tầng hầm) đến điểm tải đầu tiên trên
đường trục (tính từ tầng đầu tiên được cấp điện từ mạch đó).
l01=H=3,7m
Ta dùng dây cấp cho các tầng lẻ lên sẽ có tất cả 11 đoạn từ tầng 1 đến tầng 23 nên ta có:

lij 
∑

11.7, 4
Q.x0 
).10 −6
÷ 42,979.0,1.(3, 7 +
i, j
∆U x =
l
+
2
01
=
= 0,5.10−3 kV
U dm 
2 ÷
÷
0,38


2, 25
∆U cp = 2, 25%U dm =
.0,38 = 8,55.10 −3 kV
100
∆U r = ∆U cp − ∆U x = 8,55.10−3 − 0,5.10 −3 = 8, 05.10 −3 kV

lij 
∑
P.ρ
11.7, 4

÷ 143, 263.18,8

i, j
.  l01 +
=
.(3, 7 +
).10−6 = 39, 093mm 2
=> F =
−3
÷
∆U r .U dm 
2 ÷ 8, 05.10 .0,38
2



( dây đồng có ρ = 18,8Ω.mm 2 / km )
=>Ta chọn dây đồng tiết diện 50mm2 có r0 = 0, 4Ω / km và x0 = 0, 06Ω / km
(theo bảng 20.pl.btccd)
Tổn thất điện áp cho phép là:


lij 
lij 
∑
∑
P.ro 
÷ Q.xo 
÷
i, j
i, j
∆U =

.  l01 +
+
.  l01 +
÷
U dm 
2 ÷ U dm 
2 ÷
÷





Trần Thị Thảo Hiền

25

Lớp Đ3-H1