Đồ án môn học Thiết kế điện cho tòa nhà

Mục lục
Mục lục
Mục lục..................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................2
Thu thập số liệu ban đầu:......................................................................................3
CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN..........................................................4
Đặt vấn đề..............................................................................................................4
Số liệu công suất thiết bị của nhà A5...................................................................5
1.1

Xác định phụ tải tính toán tầng 1.................................................................6

1.2

Xác định phụ tải tính toán tầng 2.................................................................7

1.3

Xác định phụ tải tính toán tầng 3.................................................................8

1.4

Xác định phụ tải tính toán tầng 4.................................................................9

1.5

Xác định phủ tại tính toán khác.................................................................10

1.6

Tổng hợp phụ tải của tòan khu nhà............................................................11

CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CUNG CẤP ĐIỆN.....................................12
2.1

Xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà...................................................12

2.2

Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện...................................................................12

2.3

Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà................13

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN................................................................15
3.1

Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp.....................................................................15

3.1.1

Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng.........................15

3.1.2

Lựa chọn dây dẫn tầng 1......................................................................17

3.1.3

Lựa chọn dây dẫn tầng 2......................................................................20

3.1.4

Lựa chọn dây dẫn tầng 3......................................................................23

3.1.5

Lựa chọn dây dãn tầng 4......................................................................25

3.2

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp...........27

3.2.1
tổng

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ trạm biến áp về tủ điện
27

3.2.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ tủ điện tổng về tủ điện
các tầng.............................................................................................................29
3.2.3

Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 1..........................................30
1


3.2.4

Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 2..........................................31

3.2.5

Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 3..........................................32

3.2.6

Tổn hao điện áp, tổn hao công suất tầng 4..........................................33

3.3

Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ...................................................34

3.3.1

Tính toán ngắn mạch...........................................................................34

 Chọn aptomat tổng..................................................................................36
 Chọn áp tô mát tầng 1.............................................................................36
 Chọn aptomat cho tầng 2........................................................................36
 Chọn aptomat cho tầng 3........................................................................37
 Chọn aptomat cho tầng 4........................................................................37
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT..................................39
4.1

Tính toán chống sét và lựa chọn thiết bị chống sét....................................39

4.2

Tính toán nối đất........................................................................................41

KẾT LUẬN.........................................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................44

2


LỜI NÓI ĐẦU
Ngành điện là một ngành quan trong trong xã hội bây giờ, cũng như trong
quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuạt nước ta trên con đường
công nghiệp hóa hiện đại hóa của 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 nghành điện
nói chung và mỗi sinh viên đang học tập, nghiên cứu vè lĩnh vực nói riêng.
Với đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5”, chúng em đã cố học
hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất. Trong thời gian thực hiện đề tài,
cùng với sự cố gắng, đồng thời dưới sự hướng dẫn rất tận tình của cô giáo T.S
Phạm Thị Hồng Anh – người trực tiếp giảng dạy môn Cung cấp điện và hướng
dẫn chúng em thực hiện đề tài này.
Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của chúng em không tránh
khỏi những thiếu sót. Do vậy chúng em kính mong nhận được sự góp ý và bảo
ban của cô để chúng em có thể hoàn thiện đề tài cảu mình và hoàn thành tốt việc
học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hải phòng, ngày 19 tháng 5 năm 2019

Nhóm sinh viên thực hiện
Đỗ Mạnh Cường
Vũ Văn Cường
Nguyễn Việt Bắc

3


Đề tài : “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà A5 trường Đại học Hàng Hải Việt
Nam.
Thu thập số liệu ban đầu:
Việc thu thập số liệu ban đầu đóng vai trò quan trọng. Nếu thu thập dữ liệu kỹ
càng, tỉ mỉ thì kết quả của quá trình thiết kế được đảm bảo. Nếu thu thập số liệu
ban đầu không chính xác thì quá trình thi công phải chỉnh lại nhiều lần.
Số liệu nguồn:
Dung lượng MBA: 400KVA
Cấp điện áp :22/0,4 KV
Khoảng cách từ MBA đến toàn nhà : 100m

4


CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN
Đặt vấn đề
Phụ tải tính toán:
Là loại phụ tải giả thiết lâu ngày không đổi về mặt biến đổi nhiệt. Nó làm
nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.
Ptt= knc.Pđm (Lấy hệ số knc= 0.8 ; cos = 0.9 => tg =0.48)
Ptb PttPmax
Công suất phản kháng tính toán:
Qtt=Ptt.tg

( KVAR)

Công suất biểu kiến:
(KVA)
Một cách gần đúng ta có thể lấy: Pđ=Pđm:
Trong đó
 Pđi,Pđmi : là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (KW).
 Ptt,Qtt,Stt : là công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của
nhóm thiết bị (KW), (KVAR), (KVA).
 Knc: hệ số nhu cầu
 cos: hệ số công suất tính toán, tra sổ tay kĩ thuật, từ cosφ tính ra tgφ
 n: số thiết bị trong nhóm.

5


Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải
tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau:

Đối với một nhóm thiết bị có cùng knc:
Ptt=knc.(KW)
Qtt= Ptt.tg(KVAR)
Stt= (KVA)
Với cos=
Ưu điểm: Đơn giản, tính toán thuận tiện
Nhược điểm: Kém chính xác vì hệ số nhu cầu tra ở sổ tay
Số liệu công suất thiết bị của nhà A5
Bảng 1.1: Các thiết bị và công suất của thiết bị
Tên thiết bị

Công suất(KW)

Đèn tuýp

0.022

Đèn tròn

0.022

Điều hòa

1.2

Điều hòa cây

12

Máy chiếu

0.225

Máy tính

0.05

Quạt treo tường

0.045

6

Quạt trần

0.06

Quạt thông gió

0.035

Báo cháy

0.015

1.1Xác định phụ tải tính toán tầng 1
Bảng 1.2: Số liệu phụ tải của các phòng tầng 1

7


Tầng1
Các thiết bị
Phòn
g

Quạt
Đèn

Đèn

Điều

Máy

treo

Máy

Quạt

tuýp

tròn

hòa

tính

tườn

chiếu

trần

g

Quạt
thôn
g gió

Báo

cháy

101

8

2

2

2

1

102

8

2

2

2

1

103

4

1

1

1

1

1

104A

4

1

1

1

1

1

104B

4

2

2

1

2

1

105A

4

2

2

1

2

1

105B

4

2

1

2

1

106

4

2

2

2

1

107

4

1

1

1

2

1

108

4

1

4

1

2

1

109

4

1

1

1

1

1

109A

8

2

2

2

2

1

19

18

9

21

12

WC
Tổng

1

1

4

60

4

0

2

Từ bảng 1.2 ta tính được công suất định mức:
Pdm = 0.022x60 + 0.022x4 + 1.2x19 + 0.05x18 + 0.045x9 + 0.06x2 + 0.035x21 +
0.015x12 = 26.548 Kw
8


Ptt = Knc.Pdm= 0.8x26.548=21.238 Kw
Qtt= Ptt.tg
Qtt=21.238 x 0.48= 10.194 (KVAR)
Stt= = = 23.558(KVA)
1.2 Xác định phụ tải tính toán tầng 2
Bảng 1.3: Số liệu phụ tải của các phòng tầng 2
Tầng2
Các thiết bị
Quạt
Phòn
g

Đèn

Đèn

Điều

Máy

Máy

treo

Quạt

tuýp

tròn

hòa

chiếu

tính

tườn

trần

g
201
202
203
204
205

206
207
208
209
210
211
212
213
WC
Tổng

8
4
4
8
4
4
4
8
8
4
4
4
4
68

2
1
1
2

1
1
1
2

2
1
1
1
2
1
2
1

1
1
1
1

1
2
1
1
4
4

16

1

1
2
1
1

1
1

1

15

4

3

Quạt
thôn
g gió

Báo
cháy

2
1
1
1
1
1
1

1
1
1
2
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

15

13

Từ bảng 1.3 ta tính được công suất định mức:
Pdm = 0.022x68 + 0.022x4 + 1.2x16 + 0.225x1 + 0.05x15 + 0.045x4 + 0.06x3 +
0.035x 15 + 0.015x13=22.839 Kw
9

Ptt = Knc.Pdm= 0.8x22.839=18.271 Kw
Qtt= Ptt.tg
Qtt=18.271 x 0.48= 8.770 (KVAR)
Stt= = =20.267 (KVA)
1.3 Xác định phụ tải tính toán tầng 3
Bảng 1.4: Số liệu phụ tải của các phòng tầng 3
Tầng 3
Các thiết bị
Phòng

Đèn

Đèn

Điều

Máy

Máy

tuýp

tròn

hòa

chiếu

tính

301

4

1

302

8

1

303

8

304

Quạt

Quạt

treo

thông

tường

gió

Báo
cháy

2

2

1

1

10

2

1

1

1

10

2

1

8

1

1

1

2

1

305

12

2

15

1

2

1

306

12

2

15

2

1

307

8

1

1

2

1

308

8

1

1

2

1

309

12

2

2

1

310

12

2

2

WC

4
10


Tổng

92

4

14

5

52

2

20

9

Từ bảng 1.4 ta tính được công suất định mức:
Pdm = 0.022x92 +0.022x4 + 1.2x14 + 0.225x5 + 0.05x52 + 0.045x2 +0.035x20 +
0.015x9=23.562 Kw
Ptt = Knc.Pdm= 0.8x23.562=18.850 Kw
Qtt= Ptt.tg
Qtt=18.850 x 0.48 = 9.048(KVAR)
Stt= = = 20.909(KVA)
1.4 Xác định phụ tải tính toán tầng 4
Bảng 1.5: Số liệu phụ tải các phòng tầng 4

Phòng
401
402
403
404
405
406
407

408
409
Tổng

Đèn

Điều

tuýp

hòa cây

12
12
12
12
12
12
12
12
12
108

1
1
1
1
1
1
1

1
1
9

Tầng 4
Các thiết bị
Quạt
Máy
Quạt
treo
chiếu
trần
tường
1
1
4
1
1
4
1
1
4
1
1
4
1
1
4
1
1

4
1
1
4
1
1
4
1
1
4
9
9
36

Từ bảng 1.5 ta tính được công suất định mức:

11

Quạt
thông
gió
2
2
2
2
2
2
2
2
2

18

Báo
cháy
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9


Pdm = 0.022x108 + 12x9 + 0.225x9 + 0.045x9 + 0.06x36 +0.035x18 +
0.015x9=115.731 Kw
Ptt = Knc.Pdm= 0.8x115.731=92.585 Kw
Qtt= Ptt.tg
Qtt=92.585 x 0.48 = 44.440(KVAR)
Stt= = =102.698(KVA)
1.5 Xác định phủ tại tính toán khác
Bảng 1.6: Số liệu phụ tải khác của tòa nhà
Loại phụ tải

Đèn tròn 0.022 kw

Báo cháy 0.015kw

Hành lang tầng 1-4

24

8

Cầu thang bộ

8

Tổng số lượng

32

Từ bảng 1.6 ta tính được công suất định mức
Pdm = 32x0.022 + 8x0.015=0.824 Kw
Ptt = Knc.Pdm= 0.8x0.824=0.659 Kw
Qtt= Ptt.tg
Qtt=0.659 x 0.48=0.316(KVAR)
Stt= = =0.730 (KVA)
1.6 Tổng hợp phụ tải của tòan khu nhà
Bảng 1.7: Số liệu tổng hợp phụ tải của khu nhà
12

8


Tầng

Tổng công

suất ( Kw)

Ptt (Kw)

Qtt (KVAR)

Stt (KVA)

Tầng 1

26.548

21.238

10.194

23.558

Tầng2

22.839

17.037

8.770

20.267

Tầng 3

23.562

18.850

9.048

20.909

Tầng 4

115.731

92.585

44.440

102.698

Phụ tải khác

0.824

0.659

0.316

0.730

Tổng

189.504

150.369

72.768

168.162

13


CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CUNG CẤP ĐIỆN
2.1 Xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà

Hình 2.1: Vị trí trạm biến áp
2.2 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện

14


2.3 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà
Dây dẫn từ biến áp về đến tủ điện tổng của khu nhà được chọn là cáp ngầm,
được chọn dựa trên điều kiện phát nóng.
Dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau:

Trong đó:
- K là hệ số hiệu chỉnh
-

là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn

chế mà không làm cho nhiệt độ của nó vượt quá giá trị cho phép.

-

dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua dây dẫn
Lựa chọn cáp:
Với số sợi cáp là 4, khoảng cách giữa các sợi cáp là 100mm, tra bảng 2-58

trang 656, tài liệu [1], ta chọn được hệ số hiệu chỉnh k=0,8
Ta có :
(A)
Hiệu chỉnh Icp
Icp = 303,4 (A)
Với , nhiệt độ cho phép là , tra bảng 2-49 trang 651, tài liệu [1], ta chọn được
cáp đồng 4 lõi cách điện bằng giấy tẩm dầu, vỏ bằng chì hoặc nhôm, đặt trong
đất, có tiết diện và
15


Tính toán tiết diện thanh dẫn trong tủ phân phối:
Lựa chọn thanh dẫn phải đảm bảo điều kiện phát nóng cho phép:

Trong đó :
- với thanh dẫn đặt nằm ngang
- : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường. Với nhiệt độ tiêu chuẩn của
môi trường là 25, nhiệt độ lớn nhất cho phép cảu thanh cái là 70, nhiệt độ
môi trường xung quanh là +30, tra bảng 2-57 trang 655 tài liệu [1] ta xác
định được hệ số .
- là dòng điện làm việc cho phép của thanh dẫn
- là dòng điện làm việc lớn nhất.

- Ta có .
Từ đó ta có điều kiện

Tra bảng 2-56 trang 655 tài liệu [1] cho thanh dẫn bằng đồng ta chọn được thanh
dẫn đồng tiết diện 75 (25x3) với dòng điện cho phép là 340A

16


CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN
3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp
Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi
trên trục đường dây có cùng tiết diện.
Trình tự lựa chọn :
B1: Xét dây trên không hạ áp :
B2: Tính

B3: Tính
B4: Tra bảng từ 2.33, lựa chọn tiết diện dây thỏa mãn .
Tra tiếp bảng tương ứng với tiết diện vừa lựa chọn tìm , sau đó tính lại
B5: So sánh với . Nếu thì phải chọn lại F (tăng F).
3.1.1 Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng

17


Hình 3.1: Sơ đồ dây dẫn từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng
Tính tiết diện dây
Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và

và Udm=380V

-

0,67 V
-

= 19 – 0,67 = 18.33 (V)

-

= 5,73 mm2
Tra bảng 2.36 trang 645 sách, tài liệu [1] tìm được F tc ≥ Ftt chọn dây lõi đồng
có thiết diện 10 (mm2) có r0=2 (Ω/Km) và x0 = 0,07(Ω/Km)
Tính lại với r0=2 (Ω/Km) và x0 = 0,07(Ω/Km):
= 10,5 (V) < 19 (V)
Vậy chọn dây có thiết diện dây cáp đồng từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng là
10 (mm2)
3.1.2

Lựa chọn dây dẫn tầng 1

Bảng 3.1: Công suất tính toán của các phòng tầng 1

18


STT

Phòng

Tổng P

Ptt

Qtt

1

101

2.601

2.08

0.998

2

102

2.601

2.08

0.998

3

103

1.433

1.146

0.55

4

104A

1.433

1.146

0.55

5

104B

2.618

2.094

1.005

6

105A

2.718

2.174

1.044

7

105B

2.618

2.094

1.005

8

106

2.663

2.13

1.022

9

107

1.528

1.222

0.587

10

108

1.618

1.294

0.621

11

109

1.44

1.152

0.553

12

109A

2.761

2.209

1.06

Ta chia tầng 1 thành 2 nửa sơ đồ nguyên lí như hình dưới:

19


Hình 3.2: Sơ đồ phụ tải của tầng 1
 Nhánh từ P.106 đến P.101
Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và
Tính

và Udm=380V

= = 0.71 (V)

= 19 – 0,71 = 18,29 (V)
= 1,08 mm2
Ta chọn dây có Ftc ≥ Ftt
Tra bảng 2-36 sách cung cấp điện trang 645
Ta chọn dây đồng có tiết diện 4 mm2 có ro = 5 (Ω/Km) và xo = 0,09 (Ω/Km)

20

 Nhánh từ P.107 đến P.109
Chọn: x0 = 0.25 (Ω/Km) và
Tính

và Udm=380V

= = 0,04 (V)

= 19 – 0,04 = 18,96 (V)
= 0,2 mm2
Ta chọn dây có Ftc ≥ Ftt
Tra bảng 2-36/645, tài liệu [1]
Ta chọn dây đồng có tiết diện 4 mm2 có ro = 5 (Ω/Km) và xo = 0,09 (Ω/Km)
 Tính lại
= = 4,5 (V)
≤ = 19 V
Vậy chọn dây dẫn như vậy là hợp lí

3.1.3

Lựa chọn dây dẫn tầng 2

Bảng 3.2: Công suất tính toán của các phòng tầng 2

21