TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG BẰNG DIALUX - TÍNH TOÁN ĐIỆN BẰNG ECODIAL - TÍNH CHO 1 DỰ ÁN ĐIỂN HINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một trong những dạng năng lượng quang trọng nhất trong thời đại hiện
nay. Ưu điểm của điện năng so với các dạng năng lượng khác là dể dàng chuyển hóa thành
các dạng năng lượng khác nhau, dể dàng truyền đi xa và ít tổn hao.
Điện năng là một dạng hàng hóa khơng thể lưu trữ lâu dài.
Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh nên cần phải có tự động hóa để điều khiển.
Cơng nghiệp điện lực có liên quan mật thiết với các nghành cơng nghiệp khác. Người
ta có thể đánh giá trình độ phát triển của một nước qua cơng nghiệp điện lực của nước đó.
Nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, nghành điện phải được ưu
tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu kinh tế. Trong quá trình phát triển kinh tế phụ tải điện phát
triển ngày càng nhanh đòi hỏi phải huy hạch và xây dựng mới mạng điện.
Khóa luận cung cấp điện giúp em áp dụng những kiến thức đã học để thiết kế tính tốn
một mạng điện khu vực, từ đó giúp em hiểu sâu sắc hơn những kiến thức lý thuyết đã học. sau
một thời gian làm đồ án với nổ lực của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của thầy cô giáo
trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng đẫn tận tình của thầy ThS. Nguyễn Hồng Phương. Song
với kiến thức cịn hạn chế cùng với đề tài tính tốn hệ thống cung cấp điện là tương đối khó
và phức tạp, địi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và chun mơn cao, nên trong q trình tính
tốn, em khơng tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em mong được sự nhận xét góp ý của thầy để
em được tốt hơn.

Mỹ Tho, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Sinh viên

Bùi Quang Khải

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

1

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
Phần mở đầu:
1.1 Lý do chọn đề tài................................................................................................5
1.2 Mục tiêu của đề tài..............................................................................................5
1.3 Giả thuyết nghiên cứu..........................................................................................5
1.4 Phạm vi đề tài......................................................................................................6
1.5 Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................6
1.6 Đóng góp của đề tài.............................................................................................6
Phần nội dung:
Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CUNG CẤP ĐIỆN...................................................................7
Chương 1: Chiếu sáng:............................................................................................................ 7
1.1) Khái niệm chiếu sáng..........................................................................................7
1.2) Tính tốn chiếu sáng theo phương pháp Ksd......................................................8
1.3) Tính tốn chiếu sáng theo phương pháp quang thơng.........................................9
Chương 2: Lựa Chọn Thiết Bị Trong Lưới Cung Cấp Điện:............................................. 10
2.1) Khái niệm..........................................................................................................10
2.2) Lựa chọn dây dẫn...............................................................................................10
2.3) Lựa chọn máy biến áp........................................................................................12
2.4) Lựa chọn áptomát..............................................................................................13
2.5) Lựa chọn thanh gớp...........................................................................................12
2.6) Lựa chọn cầu chì................................................................................................14
Chương 3: Xác Định Phụ Tải Điện:..................................................................................... 15
3.1) Tính tốn phụ tải ổ cắm.....................................................................................15
3.2) Tính tốn phụ tải điện.......................................................................................15
Chương 4: Tổn Thất Trong Lưới Cung Cấp Điện :.............................................................16

4.1) Tổn thất điện áp.................................................................................................16
4.2) Tổn thất công suất..............................................................................................16
4.3) Tổn thất điện năng.............................................................................................16
Chương 5: Ngắn Mạch:……………………………………………………………………..17
5.1) khái Niệm Ngắn Mạch.......................................................................................17
5.2) Tính Tốn Ngắn Mạch Hạ Áp………………………………………………...17
Chương 6: Nối Đất:………………………………………………………………………….18
6.1) khái niệm...........................................................................................................18
6.2) Vai trị bảo vệ nối đất.........................................................................................18
6.3) Tính tốn nối đất................................................................................................19
Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN MỀM ECODIAL......................................................25
Chương 1 : Tổng Quan Về Phần Mềm Ecodial:.................................................................... 25
1.1) Giới thiệu phần mềm ecodial..........................................................................25
......................................................................................................................................................
1.2) Các đặc điểm chung của ecodial........................................................................25
1.3) Nguyên tắc tính toán cơ bản của ecodial...........................................................25
1.4) Một số hạn chế của ecodial................................................................................25
Chương 2 : Sơ Đồ Khối Tính Tốn Và Hệ Thống Menu Chính:......................................... 25

GVHD:Th.S NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG

2

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

2.1) Sơ Đồ khối và tình tự tính tốn của ecodial......................................................25
2.2) Thực đơn chính..................................................................................................27

2.3) Thư viện phần tử trong ecodial..........................................................................29
2.4) Kỹ thuật ghép tầng và kỹ thuật chọn lọc...........................................................31
2.5) Hệ thống nối đất trong ecodial..........................................................................32
2.6) Các mạch cấp điện.............................................................................................32
Chương 3 : Trình Tự Thao Tác Tính Tốn Với Ecodial:……………..............................34
3.1) Khởi động phần mềm........................................................................................34
.......................................................................................................................................................
3.2) Nhập các đặc tính chung....................................................................................34
3.3) Hiệu chỉnh sơ đồ................................................................................................35
3.4) Nhập các thông số cho các phần tử...................................................................36
3.5) Xác định cơng suất nguồn.................................................................................45
3.6) Tính tốn mạng điện..........................................................................................47
3.7) Phối hợp đặc tuyến bảo vệ.................................................................................49
3.8) Hiển thị kết quả tính tốn và In.........................................................................49
Phần 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN MỀM DIALUX…………...………………………51
Chương 1 : Tổng Quan Về Phần Mềm Dialux:……………………………………………51
1.1) Giới thiệu phần mềm dialux:............................................................................... 51
.......................................................................................................................................................
1.2) Một số hạn chế của dialux.................................................................................52
1.3) Giao diện của dialux..........................................................................................52
Chương 2 : Hệ Thống Menu Chính:………………………………………………………54
2.1) File menu.......................................................................................................55
2.2) Edit menu.......................................................................................................66
2.3) View menu.........................................................................................................69
2.4) Cad menu...........................................................................................................71
2.5) Paste menu.........................................................................................................74
2.6) Luminaire selection menu.................................................................................77
2.7) Output menu......................................................................................................78
2.8) Window menu....................................................................................................80
2.9) Online menu......................................................................................................82

2.10) Help menu........................................................................................................82
Phần 4: TÍNH TỐN ỨNG DỤNG THỰC TRIỂN:……………………………………...83
Chương 1: Tông Quan Về khu C Trường Đại Học Tiền Giang:………………………....83
1.1) Mặt bằng khu C.................................................................................................83
1.2) Các đặc điểm của phụ tải điện...........................................................................83
1.3) Các yêu cầu cung cấp điện................................................................................84
1.4) Vị trí – đặc điểm khí hậu...................................................................................84
1.5) Giải pháp mặt bằng phân khu chức năng...........................................................84
Chương 2: Tính Tốn Bằng Lý Thuyết:…………………………………………………...85
2.1) Tính tốn chiếu sáng..........................................................................................85
2.2) Chọn dây dẫn áptơmát cho hệ thống chiếu sáng...............................................89
2.3) Tính tốn chọn dây dẫn áptomát ổ cắm............................................................92
2.4) Tính tốn chọn dây dẫn áptomát quạt................................................................94
2.5) Tính tốn chọn dây dẫn áptomát phụ tải phịng – tầng......................................96
2.6) Tính tốn ngắn mạch.......................................................................................102
2.7) Tính tốn tổn thất điện áp................................................................................108

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

3

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

2.8) Tính tốn tổn thất cơng suất.............................................................................110
2.9) Tính tốn tổn thất điện năng............................................................................111
2.10) Tính tốn nối đất...........................................................................................111
Chương 3: Tính Tốn Bằng Phần Mềm:............................................................................... 115

3.1) Tính tốn chiếu Sáng bằng dialux ..................................................................115
3.2) Tính tốn cung cấp điện bằng ecodial............................................................125
PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................................................................44
3.1) Ưu điểm...........................................................................................................144
3.2) Khuyết điểm....................................................................................................144
3.3) Hướng phát triển..............................................................................................144

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

4

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHẦN MỞ ĐẦU
TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI
1.1) Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển nhanh chóng cùa cơng nghệ thơng
tin, nhiều Phần Mềm trở thành công cụ đắc lực gúp cho con người tính tốn, thiết kế nhanh
chóng các bài tốn phức tạp trong kỹ thuật. Để thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho một
xí nghiệp nhà máy …người thiết kế phải giải quyết một khối lượng lớn các tính tốn về kinh
tế kỹ thuật rất phức tạp và mất nhiều thời gian và các yếu tố khách quan khác ảnh hưởng đến
tiến độ cơng trình và sai sót trong tính tốn thiết kế cung cấp điện.
Trong chun nghành cung cấp điện việc thiết kế lưới điện hạ áp là chủ đề rất quan trọng và
là công việc không thể thiếu được với các sinh viên, kỹ sư ngành điện.
Qua việc phân tích các lý do trên cũng như qua thời gian làm việc trong lĩnh vực thiết kế tác
giả cảm thấy cần phải có 2 phần mềm để ứng dụng vào việc tính tốn cung cấp điện cho các
cơng trình cơng nghiệp và dân dụng, chính vì vậy tác giả cảm thấy cần “ Nghiên cứu ứng

dụng phần mềm Dialux và Ecodial tính tốn cung cấp điện”
Việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm này sẻ giải quyết cho việc tính tốn thiết kế cung cấp
điện được nhanh hơn, phục vụ cho việc giản dạy sinh động phong phú hơn và đảm bảo tính an
tồn kỹ thuật theo tiêu chuẩn quốc gia và là cơ sở để tìm hiểu thêm tiêu chuẩn EN(pháp) và
tiêu chuẩn IEC(quốc tế) .
1.2) Mục tiêu của đề tài
Tính tốn chiếu sáng
Tính tốn cung cấp điện bằng lý thuyết
Tính tốn chiếu sáng bằng phần mềm dialux
Tính tốn cung cấp điện bằng phần mềm ecodial
1.3) Giả thuyết nghiên cứu
Việc tính tốn cung cấp điện hiện nay rất phức tạp

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

5

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Nếu ứng dụng phần mềm dialux và ecodial của đề tài này đề xuất sẻ mang lại hiệu quả
trong lĩnh vực tính tốn cung cấp điện cho các cơng trình cơng nghiệp và dân dụng, và trong
giảng dạy.
1.4) Phạm vi đề tài
Tính tốn chiếu sáng phần nội thất (không nghiên cứu hệ số mất tiện nghi và độ chói độ
phản xạ của vật liệu).
Tính tốn cung cấp điện phần hạ áp ( khơng tính tốn ngắn mạch 1 pha và 2 pha và các
pha chạm đất).

Không nghiên cứu biến áp hạ áp trong Ecodial dùng để thay đổi sơ đồ nối đất
1.5) Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết đọc sách, báo khoa hoc, internet
Phương pháp phân tích, phân loại, tổng hợp hệ thống hóa lý thuyết
Phương pháp mơ hình hóa
Phương pháp kiểm tra kết quả nghiên cứu
Phương pháp phân tích đánh giá
Phương pháp tổng kết kết quả thực nghiệm
1.6) Đóng góp của đề tài
Trong mặt khoa học: là nghiên cứu cơ sở lý luận về nghuyên lý làm việc của phần mềm
so với lý thuyết tính tốn cung cấp điện.
Trong mặt thực triễn:
Nếu phương pháp nghiên cứu ứng dụng phần mềm Dialux và Ecodial để tính tốn cung
cấp điện của tác giả được thành cơng sẻ mang lại:
Trong cơng việc hiện tại: sẻ tính tốn chính xác an tồn, kỹ thuật một cơng trình cung
cấp điện, tiết kiệm về thời gian trong tính tốn thiết kế và các yếu tố khách quan khác.
Trong giản dạy: giúp người học hiểu sâu hơn về kiến thức lý thuyết đã học
Bài giảng sẽ sinh động, trực quan hơn là 1 phần cở sở để hiểu về tiêu chuẩn Việt Nam
và tiêu chuẩn Pháp và Quốc tế.

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

6

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Phần 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CUNG CẤP ĐIỆN
Chương 1: CHIẾU SÁNG:
1.1) khái niệm về chiếu sáng:
- Mọi vật đều bức xạ ra không gian một năng lượng nhất định dưới dạng sóng của điện từ.
Năng lượng đó phát sinh ra do sự dao động của các phần tử vật chất cấu tạo nên vật. khi các
phân tử hây nguyên tử bị kích thích các điện tử (electron) của chúng sẻ thay đổi mức năng
lượng khác đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng sóng điện từ.
- Các bức xạ của 1 vật phát ra có các bước sóng từ 0 đế vơ cùng, nhưng thực nghiệm đã xác
định được rằng chỉ các bức xạ có bước sóng nằm trong dải 380nm 760 nm mới có tác dụng
lên tế bào thần kinh võng mạc và gây ra cảm giác nhìn thấy của mắt người cịn gọi là ánh
sáng nhìn thấy. Như vậy ánh sáng nhìn thấy được là những sóng điện từ có mang theo năng
lượng.
+) các đại lượng đo ánh sáng:
a) Góc khối (góc đặc) (  ):
- Là phần khơng gian hình nón có đỉnh nằm tại tâm của nguồn sáng có đường sinh dựa trên
chu vi của mặt phẳng được chiếu sáng

2

ks



r



s

s

r

k.s

Ta giả thuyết rằng có 1 nguồn sáng có điểm dặt tại tâm 0 của 1 hình cầu rỗng có bàn kính R
và kí hiệu S là nguyên tố mặt của hình cầu này.
Hình nón đỉnh 0 cắt S trên hình cầu biểu diễn góc khối  , nguồn sáng nhìn mặt S dưới góc
đó.
Góc khối  được định nghĩa là tỉ số của diện tích S với bình phương của bán kính R:
S
= 2
R
Ta có giá trị cực đại của góc khối  khi từ tâm 0 ta chắn cả không gian, tức là toàn bộ mặt
cầu:
S
4. .R 2
= 4. 
= 2 =
R2
R
Đơn vị của góc khối là steradian, ký hiệu là Sr.
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

7

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Vậy 1 Sr là một góc khối có đỉnh tại tâm của mặt cầu tưởng tượng chắn trên 1 mặt cầu có
diện tích bằng bình phương bán kính mặt cầu đó.
b) Quang thơng F(lumen):
Năng lượng do 1 nguồn sáng phát ra qua 1 diện tích trong 1 đơn vị thời gian gọi là thông
lượng của quang năng. Nhưng ánh sáng của nguồn quang phát ra gồm nhiều sóng điện từ có
độ dài sóng khác nhau do dó năng lượng của nguồn quang điện biểu thị bằng biểu thức: λ
2

e d
E1 2 =  �
1

e : hàm phân bố năng lượng

Trong đó:



: bước sáng

E1 2 : thơng lượng của quamh măng từ

1 đến  2

Thơng lượng tồn phần:

E

�

=  e d

�
0

Trong nguồn quang có cơng suất khá lớn,nhưng có các bước sóng khác nhau sẻ gây cho mắt
ta cảm giác khác nhau. Do đó người ta đưa thêm vào khái niệm độ rõ, kí hiệu V .
Cuối cùng người ta định nghĩa quang thơng là tích phân của thông lượng quang năng và hàm
độ rõ V .

F

�

�
v e d
0

đơn vị của quang thông là lumen (lm)
c) Cường độ sáng I (cd):
Nếu có 1 nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương,trong góc đặc d  nó truyền đi 1 quang
thơng dF thì đại lượng

dF
gọi là cường độ sáng của nguồn sáng trong đó :
d

dF
d

Nếu dF tính bằng lumen, góc đặc tính bằng staradian thì cường độ sáng tính bằng nến quốc tế,
gọi tắt là nến, kí hiệu Cd.
d) Độ rọi E(lux):

I

=

Độ rọi là mật độ quang thông rơi trên 1 bề mặt có đơn vị là lux

E
Trong đó:

=

F
S
: quang thơng của nguồn sáng (lm)

F
S : diện tích chiếu sáng (m²)

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

8

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

1.2Tính tốn chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng
a) Xác định độ cao treo đèn:
H= h-h1-h2
(1.1.1)
Trong đó:
h: độ cao nhà xưởng (m)
h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn (m)
h2: khoảng cách từ nền đến mặt bằng làm việc (m)
b) Xác định khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau:
Tỷ số L/H tra bảng 7.4 trang 172 giáo trình cung cấp điện
c) Căn cứ vào sự bố trí đèn trên mặt bằng, mặt cắt xác định hệ số pản xạ của
trường,trần, sàn nhà.
d) Xác định chỉ số của phịng (có kích thước axb)
axb
φ=
(1.1.2)
H ( a  b)
Từ hệ số phản xạ của tường, trần tra bảng tìm hệ số Ksd
e) Xác định quang thơng của đèn:
Ftt=

KESZ
nKsd

(1.1.3)

Trong đó: K: hệ số dự trữ, tra bảng 7.5 trang 173 sách giáo trình cung cấp điện
E: độ rọi (lx) theo yêu cầu của nhà xưởng
S: diện tích của nhà xưởng (m²)

Z: hệ số tính tốn Z=0.8÷1.4
n: số bóng đèn xác định chính xác sau khi bố trí đèn trên mặt bằng.
f) Tra sổ tay tìm cơng suất bóng có quang thơng: F ≥ Ft t
1.3 Tính tốn chiếu sáng theo phương pháp quang thông:
a) Tổng lượng quang thông cần thiết:
SE
(1.1.4)
FTT = U M
F
F
Trong đó:

FTT : Tổng lượng quang thơng cần thiết của bóng đèn (lm)

E: Độ rọi trung bình cần đạt được trên bề mặt cơng trình, chọn theo tiêu chuẩn việt
nam của từng cơng trình cụ thể (lx)
S: Diện tích bề mặt cơng trình chiếu sáng (m²)
UF: Hệ số sử dụng quang thơng có tính đến hao hụt quang thơng trong bộ đèn và
quang thơng hao phí ngồi bộ đèn, thơng thường UF=0.35÷0.50
MF: Hệ số duy trì chung tùy thuộc vào cấp bảo vệ của đèn (tra bảng 2 trang 5
TCVN 333 năm 2005)
a) Số lượng bộ đèn cần sử dụng (làm trịn lên):
FTT
N=
(1.1.5)
Fbd
Fbd: Quang thơng của 1 bộ đèn ( trường hợp đèn 1 bóng)
- Ngồi 2 phương pháp trên cịn có phương pháp tính tốn theo cường độ sáng

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

9

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chương 2) LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP
ĐIỆN(PHẦN HẠ ÁP):
2.1) khái niệm:
- Hệ thống điện bao gồm các thiết bị điện được chắp nối vơi nhau theo 1 nguyên tắc
chặt chẽ tạo nên 1 cơ cấu đồng bộ, hoàn chỉnh. Mỗi thiết bị điện cần lựa chọn đúng để thực
hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện và gớp phần làm cho hệ thống cung cấp điện vận
hành đãm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn.
2.2) Chọn tiết diện
2.2.1) Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép:
K1K2Icp ≥ Itt

(1.2.1)

Trong đó: K1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi trường chế
tạo và môi trường đặt dây (pl 27 trang 207 giáo trình cung cấp điện )
K2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đặt chung 1 rãnh(pl 28 trang
208 giáo trình cung cấp điện )
Icp: Dòng điện làm việc lớn nhất (dài hạn qua dây tra bảng dòng cho phép của từng
loại dây do nhà sản xuất công bố, hay trong tiêu chuẩn nghành 18 năm 2006)
- Sau khi chọn dây theo điều kiện này cần hết hợp với các điều kiện kiểm tra và các
thiết bị bảo vệ.
a) Điều kiện kiểm tra:

ΔUbt ≤ ΔUbtcp
ΔUsc ≤ ΔUsccp
Isc ≤ Icp
Trong đó: ΔUbt: Tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường
ΔUsc: Tổn thất điện áp lúc đường dây bị sự cố nặng nề nhất (đứt 1 đường dây trong
lộ kép)
ΔUbtcp: Trị số tổn thất điện áp cho phép lúc bình thường.
ΔUsccp: Trị số tổn thất điện áp cho phép lúc đường dây bị sự cố.
- với U ≥ 110(KV): ΔUbtcp = 10℅Uđm
ΔUsccp = 20℅Uđm
- với U ≤ 35(KV): ΔUbtcp = 5℅Uđm
ΔUsccp = 10℅Uđm
- Riêng với cáp ở mọi cấp điện áp phải thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch.
F ≥ α I∞ tqd
(1.2.2)
Trong đó: F: Tiết diện cần thiết trong điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch
α : Hệ số,với nhôm α =11, với đồng α =6
I∞ : Giá trị hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch trong chế độ ổn định
tqd : Thời gian quy đổi, với ngắn mạch trung, hạ áp cho phép
lấy tqd=tc : (thời gian cắt ngắn mạch), thường tc=(0.5÷1)s
b) Điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ:
+ nếu bảo vệ bằng cầu chì:
Idc
K1.K2.Icp ≥
(1.2.3)

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

10

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Trong đó: α =3, với mạch động lực (cấp điện cho các nhà máy)
α =0.8, với mạch sinh hoạt
+ nếu bảo vệ bằng ápmat:
1.25IdmA
K1.K2.Icp ≥
(1.2.4)
1.5
Trong đó: 1.25IdmA là dịng khởi động nhiệt của áptomat, trong đó 1.25 là hệ số cắt quá tải
của áptômát.
2.2.2) Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép
ΔUcp = ΔUR + ΔUX =

�PR
�QX
+
Udm
Udm

(1.2.5)

Mà: X= x0 l (l: chiều dài dây dẫn km)
Tra sổ tay thấy x0 (Ω/km) có giá trị x0 = 0.33 ÷ 0.45 bất kể cỡ dây dẫn và khoảng cách giữa
các pha.
Từ đây xác định được:
Δ U R = ΔUcp –ΔUX

 �pl
FUdm
 �pl
Suy ra: F =
(chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất lớn hơn)
U RUdm
Trong đó:  :điện trở suất của vật liệu làm dây (Ωmm²/km)
nhôm  =31.5 (Ωmm²/km), đồng  = 18.8 (Ωmm²/km).
Mà: Δ U R =

Udm : điện áp định mức (kv)
l: chiều dài dây dẫn (km)
F: tiết diện dây dẫn (mm²)
∑P: tổng công suất tác dụng truyền tải qua đoạn dây (kw)
∑Q: tổng công suất phản kháng truyền tải qua đoạn dây (kVAr)
Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo phần a mục 3.1

2.2.3) Chọn tiết diện dây dẫn theo

J kt

:

a) Xác định trị số dòng điện lớn nhất chạy trên các đoạn dây:

I ij =

Sij
n 3Udm

(1.2.6)

Trong đó: n: Số lượng đường dây (lộ đơn n=1,lộ kép n=2)

Ii : Cường độ dòng điện (A)
Si : Công suất biểu kiến của phụ tải thứ i (kva)
Udm : Điện áp định mức (kv)
b) Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn:

Fktij =

I ij
J kt

(mm²) (1.2.7)

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

11

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

c) Xác định J kt :
Căn cứ vào loại dây định dùng (dây dẫn hoặc cáp) và vật liệu làm dây (nhôm hoặc đồng) và
trị số Tmax tra bảng 5.9 trang 138 sách cung cấp điện chọn J kt
+ nếu đường dây có nhiều phụ tải có Tmax khác nhau thì xác định trị số trung bình.

Tmaxtb =

�SiTmax i
�Si

(1.2.8)

Sau khi tính tốn giá trị Tmaxtb tra bảng 5.9 trang 138 giáo trình cung cấp điện chon J kt
Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo phần a mục 3.1. Nếu có 1 điều kiện khơng thỏa mãn, phải
nâng tiết diện lên 1 cấp và thử lại.
+ Nếu tải đầu nguổn dây chọn tiết diện gần nhất lơn hơn.
+ Nếu tải cuối đường dây chọn gần nhất bé hơn.
Ngồi 3 phương pháp trên cịn có phương pháp tính tốn tiết diện dây dẫn theo điều kiện chi
phí kim loại màu it nhất.
- Phạm vi ứng dụng của các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn xem bảng 5.8 trang
137 giáo trình cung cấp điện.
2.3) Chọn máy biến áp:
Máy biến áp có vai trị rất quan trọng, làm nhiệm vụ biến đổi điện áp và truyền tải công
suất.
Người ta chế tạo máy biến áp rất đa dạng, nhiều kiểu cách, kích cỡ nhiều chủng loại.
Người thiết kế cần căn cứ vào đặc điểm của đối tượng dùng điện để lựa chọn hợp lý máy biến
áp.
Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách và
các tính năng khác của máy biến áp.
Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho
phụ tải của trạm đó.
Đối với phụ tải quan trọng khơng được phép mất điện, phải đặt 2 máy biến áp
Các xí nghiệp hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thị thường đặt 1 máy biến áp với máy
phát dự phòng.

- Hộ sinh hoạt đặt 1 máy.
a) Công suất máy biến áp chọn theo cơng thức:
+) Trạm 1 máy:

SdmB

≥

Stt

(1.2.9)

+) Trạm 2 máy:

SdmB
Trong đó:

≥

Stt
K qt

(1.2.10)

SdmB : công suất định mức máy biến áp nhà chế tạo cho
Stt : Cơng suất tính tốn, nghĩa là cơng suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải
K qt : Hệ số quá tải ( K qt =1.4)
- Chú ý rằng

K qt

phụ thuộc thời gian quá tải,

K qt =1.4 có nghĩa quá tải không

quá 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ.
- Hai công thức trên chỉ đúng cho máy biến áp chế tạo trong nước.
- khi sử dụng máy ngoại nhập chưa nhiệt đới hóa cần phải đưa vào công thức hệ
số hiệu chỉnh nhiệt độ giữa môi trường sứ dụng máy và môi trường chế tạo
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

12

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

K hc

1   2
100

= 1

Trong đó: 1 : nhiệt độ môi trường sử dụng (ºC)

1 : nhiệt độ môi trường chế tạo (ºC)
+) Trạm 1 máy:

Stt
(1.2.11)
K hc
+) Trạm 2 máy:
Stt
SdmB ≥ K K
(1.2.12)
qt
hc
2.4) Chọn áptômát:
Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch, Làm việc
chắc chắn, tin cậy, an tồn hơn cầu chì, tuy giá thành cao hơn cầu chì nhưng vẫn được dùng
rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ cũng như lưới điện sinh hoạt
- Áptômát chọn theo 3 điều kiện:
U dmA ≥ U dmLD

SdmB

Trong đó:

≥

I dmA

≥

I tt

I cdmA

≥

IN

U dmLD : điện áp định mức lưới điện (V)
Itt :dịng điện tính tốn (A)
I N :dòng điện ngắn mạch (KA)
U dmA :điện áp định mức của áptơmát (V)
I dmA :dịng điện định mức của áptơmát (A)
I cdmA :dịng cắt định mức của áptơmát (KA)

2.5) Chọn thanh góp:
Thanh góp cịn gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn , được dùng trong các tủ động lực, tủ
phân phối hạ áp, trong các tủ máy cắt, các trạm phân phối trong nhà, ngoài trời, thanh gớp có
nhiều kiểu dáng chủng loại. Có thanh góp bằng đồng và nhơm, thanh góp nhơm chỉ dùng với
dịng điện nhỏ.
- Thanh góp chọn và kiểm tra theo 3 điều kiện:
+ Dịng phát nóng lâu dài cho phép(A):
K1.K2.Icp ≥Icb
(1.2.13)
+ Khả năng ổn định động(KG/m²):

 cp ≥  tt

(1.2.14)

+ khả năng ổn định nhiệt(mm²):
F ≥ α I∞ tqd
(1.2.15)
Trong đó: K1= 1với thanh góp đặt đứng

K1= 0,95 với thanh góp đặt ngang
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

13

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

K2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường (tra bảng)

 cp : ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp
+ thanh góp nhơm

 cp = 700kg/cm²

+ thanh góp đồng

 cp = 1400kg/cm²

 tt : ứng suất tính tốn xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động
dòng ngắn mạch.
M
(kg/cm²)
W
+ M: momen uốn tính tốn
Ftt.l
M = 10 (kgm)
Trong đó: Ftt: lực tính tốn do tác động của dịng ngắn mạch

l
Ftt = 1,76102 I xk (kg)
a
Trong đó: l: khoảng cách giữa các sứ của 1 pha (cm)
a: khoảng cách giữa các pha (cm)
M: momen chống uống của thanh góp (kgm)
2.5) Chọn cầu dao, cầu chì:
- Cầu dao chỉ làm nhiệm vụ cách ly, đóng cắt khơng tải hoặc tải nhỏ
- Cầu dao phụ tải làm nhiêm vụ cách ly và đóng cắt dịng phụ tải cầu chì hạ áp cũng được chế
tạo gồm 3 loại:
- Cầu chì thơng thường khơng làm nhiệm vụ cách ly cắt tải
- Cầu chì cách ly có 1 đầu cố định và 1 đàu mở ra được
- Cầu chì cắt tải có thể đóng cắt dịng phụ tải như cầu dao phụ tải
a) Lựa chọn cầu dao hạ áp: (1.2.16)

 tt =

U dmCD
I dmCD

U dmLD

≥
≥

I tt

b) Lựa chọn cầu chì hạ áp:
+ Trong lưới điện thắp sáng, sinh hoạt:

Trong đó:

U dmCC

≥

I CC

Itt

≥

(1.2.17)

U dmLD

I CC : dịng định mức dây chảy nhà chế tạo cho(A)
Itt : dòng điện tính tốn, là dịng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì(A)

+ trong lưới điện cơng nghiệp:

I dc

≥

(1.2.18)

I tt = kt .I dmD

Im m. kmm .I dm

=
a
a
Trong đó: K t : hệ số tải của động cơ (không biết lấy K t =1)
K mm : hệ số mở máy của động cơ nhà chế tạo cho(thường K mm  5, 6, 7 )

I dc

≥

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

14

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

a : động cơ mở máy nhẹ (hoặc không tải)như máy bơm, máy cắt gọt kim loại a
=2.5, động cơ mở máy nặng như cần cầu, cần trục, máy nâng a =1.6
Chương 3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
3.1) Phụ tải tính tốn tại ổ cắm điện:
a) Trường hợp nhóm đèn và nhóm ổ cắm riêng biệt:
Poc = 300.n (w)
(1.3.1)
n: số lượng ổ cắm.
c) Theo nhà sản xuất:
Poc = ks. U P .cosφ. �I

(1.3.2)

Trong đó: UP: điện áp pha(V)
I : cường độ dòng điện lớn nhất mà ổ cắm có thể chịu đựng theo
từng nhà sản xuất thường 10A hoặc 16A (A)
cosφ : hệ số công suất 0.8÷0.85
ks: hệ số sử dụng (ổ cắm lấy ks =0.2)
3.2) Phụ tải điện:
3.2.1) Phụ tải điện 1 phòng:

P1p = kdt ( Pd  Ptbd  Poc )

(1.3.3)

Trong đó: K dt : hệ số sử dụng đồng thời
Pd : công suất đèn ( Pd = k dt n.m ( PdmD + PdmBL ), PdmBL = (10℅ ÷ 30℅) PdmD
PdmBL : cơng suất định mức của ballast (tăng phô).
n: số lượng đèn trong 1 bộ
m: số lượng bộ đèn
PdmD : công suất định mức của đèn nhà chế tạo cho.
Ptbd : công suất thiết bị điện ( Ptbd = k dt

n

Pdmtb

�

)

1

Pdmtb : công suất định mức thiết bị điện (trên nhãn máy)
n: số lượng thiết bị
3.2.2) Phụ tải điện 1 tầng gồm n phịng:
n

P1T = kdt

�P

(1.3.4)

1Pi

1

3.2.3) Phụ tải điện tồn nhà gồm m tầng:
m

PTN = kdt

�P

1T

(1.3.5)

1

3.2.4) Phụ tải điện toàn phần của tịa nhà:

GVHD:Th.S NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG

15

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PTN
(1.3.6)
cos
Chương 4. TỔN THẤT TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN:

STN =

4.1) Tổn thất điện áp:
a) Đường dây có n phụ tải:
Δ U �=

n

n

k 1

k 1

�Pk Rk  �Qk X k

(1.4.1)

U dm

Trong đó: Pk , Qk : cơng suất chạy trên đoạn đường dây thứ k
Rk , X k : tổng trở nhìn từ nguồn tới phụ tải thứ k
4.2) Tổn thất cơng suất:
a) Đường dây có n phụ tải:
n

Δ S� =

�Sij2 Z ij
i 1

U

n

=

�( P

2
ij

i 1

2
dm

 Qij2 ) Z ij

U

(1.4.2)

2
dm

Trong đó: Sij , Pij , Qij : cơng suất S, P, Q chạy trên đoạn đường dây ij
n : số đoạn dường dây
Z ij :tổng trở đoạn đường dây ij (Z= R+jX), R= r0 l, X= x0 l
U dm :điện áp định mức của đường dây
l: chiều dài dây dẫn (km)
R: điện trở đoạn đường dây
x: trở kháng đoạn đường dây
- giá trị

x0 , r0

tra bảng (sách cung cấp điện thầy phú trang 645)

4.3) Tổn thất điện năng trên đường dây:
b) Tổn tất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất:
2
ΔA= ΔPmax.T=3R I max τ
(1.4.3)

4
Mà τ=(0.124+ 10 .Tmax)²8760
+ Với đường dây n phụ tải có giá trị Tmax, cosφ khác nhau ta tính giá trị

Tmaxtb, costb

n

�S T

i max i

Tmaxtb=

1

(1.4.4)

n

�S

i

1

n

costb =

�S cos
i

1

n

�Si

i

(1.4.5)

1

 tb = (0.124+10
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

4

.Tmaxtb)²8760

16

(1.4.6)

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Khi đó:

ΔA= Δ P� .  tb (1.4.7)

Chương 5. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH (HẠ ÁP):
5.1) khái niệm ngắn mạch:
- Ngắn mạch là hiện tượng vì lí do nào đó mạch điện bị chập lại ở 1 điểm nào đó làm
cho tổng trở nhỏ đi và dịng điện trong mạch tăng lên đột ngột, khi dòng điện tăng lên sẽ làm
xuất hiện lực điện động rất lớn có khả năng phá hủy kết cấu của thiết bị điện, làm tăng nhiệt
độ lên cao phá hủy các đặc tính cách điện.
Dòng ngắn mạch theo thời gian gồm 2 thành phần: dòng điện thành phần chu kỳ và dòng điện
thành phần khơng chu kỳ.
Có nhiều dạng ngắn mạch: ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 1 pha, ngắn mạch
2 pha chạm đất……trong đó ngắn mạch 3 pha nguy hiểm nhất.
5.2) Tính tốn ngắn mạch hạ áp:
Để tính toán ngắn mạch hạ áp cho phép coi trạm TBAPP là nguồn, khi đó tổng trở
trong hệ thống chính là tổng trở trạm biến áp.

ZB

2
2
PNU dmB
U NU dmB
6
10 +
104 (Ωm)
=
2

nSdmB
nSdmB

(1.5.1)

Trong đó: PN , U N : tổn hao ngắn mạch (KW) và điện áp ngắn mạch (℅) của biến áp nhà chế
tạo cho.
U dmB , S dmB : điện áp định mức (KV) và công suất định mức (KVA) của biến áp.
n : số lượng máy biến áp đặt trong trạm
- Trị số dòng điện ngắn mạch xoay chiều 3 pha xác định theo cơng thức:
U tb
IN =
(1.5.2)
3Z N
Trong đó:

I N : dòng điện ngắn mạch(kA)

Z N : tổng trở ngắn mạch, tức là tổng trở từ nguồn đế điểm ngắn mạch(Ωm), zBA
(tổng trở máy biến áp), zCT (tổng trở cáp tổng), z ATT (tổng trở
áp tomat tổng).

U tb : điện áp trung bình của lưới điện ( U tb =1.05 U dm )

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

17

SVTH: BÙI QUANG KHẢI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chương 6. TÍNH TỐN NỐI ĐẤT:
6.1) Một số khái niệm, định nghĩa:
Hệ thống nối đất – tập hợp các cực tiếp địa và dây nối đất có nhiệm vụ truyền dẫn dòng
điện xuống đất. Hệ thống nối đất bao gồm nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo.
Cực tiếp địa – Cọc bằng kim loại dạng trịn, ống hoặc thép góc, dài 23 mét được đóng
sâu trong đất. Các cọc này được nối với nhau bởi các thanh giằng bằng phương pháp hàn.
Hệ thống nối đất tự nhiên – hệ thống các thiết bị, cơng trình ngầm bằng kim loại có sẵn
trong lịng đất như các cấu kiện bê tông cốt thép, các hệ thống ống dẫn bằng kim loại, vỏ cáp
ngầm v.v.
Hệ thống nối đất nhân tạo – hệ thống bao gồm các cực tiếp địa bằng thép hoặc bằng
đồng được nối liên kết với nhau bởi các thanh ngang. Phân biệt hai dạng nối đất là nối đất làm
việc và nối đất bảo vệ.
Hệ thống nối đất làm việc – hệ thống nối đất mà sự có mặt của nó là điều kiện tối cần
thiết để các thiết bị làm việc bình thường, ví dụ nối đất điểm trung tính của máy biến áp, nối
đất của các thiết bị chống sét v.v.
Hệ thống nối đất bảo vệ – hệ thống nối đất với mục đích loại trừ sự nguy hiểm khi có sự
tiếp xúc của người với các phần tử bình thường khơng mang điện nhưng có thể bị nhiễm điện
bất ngờ do những ngun nhân nào đó. Ví dụ nối đất vỏ thiết bị, nối đất khung, bệ máy v.v
6.2) Vai trò của bảo vệ nối đất
Từ đây, để đơn giản, điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ R d.bv được ký hiệu chỉ đơn
thuần là Rd. Như đã biết, trong mạng điện hạ áp có trung tính nối đất, tất cả các phần tử kim
loại của các thiết bị bình thường không mang điện đều được nối với hệ thống nối đất bảo vệ.
Vai trò bảo vệ của hệ thống nối đất này được giải thích như sau :
Khi có sự ngắn mạch chạm masse, nếu vỏ thiết bị không được nối đất (hình 8.3.a) thì
trên vỏ sẽ xuất hiện điện áp bằng điện áp pha, do đó sẽ gây nguy hiểm khi người tiếp xúc với
nó. Nếu vỏ thiết bị được nối đất (hình 8.3.b), thì giá trị điện áp tiếp xúc chỉ bằng độ rơi điện
áp trên điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ, nếu hệ thống nối đất bảo vệ có giá trị đủ nhỏ thì

có thể đảm bảo được sự an tồn cho người khi tiếp xúc với vỏ thiết bị.

b)

a)

Hình 8.3. Nguyên lý bảo vệ nối đất
a) khi chưa có nối đất vỏ thiết bị; b) khi có nối đất vỏ thiết bị.
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

18

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Xét sơ đồ hình 8.4, khi có ngắn mạch chạm masse sẽ có dịng điện sự cố chạy trong
mạch kín Id , được xác định theo biểu thức:
Id 

U ph
Rtd  Rdn  R ph

Trong đó
Uph- điện áp pha, V;
Rtd- điện trở tương đương:
Rtd 

Rng Rd

Rng  Rd

(1.6.1)
Rng

Rng- điện trở cơ thể người, ;
Rd- điện trở hệ thống nối đất bảo vệ,

Rd

Rdn

;

Id

a)

Rdn- điện trở hệ thống nối đất nguồn,
;
Giá trị điện áp đặt lên cơ thể người

Rdn

là :

U tx
Rng

Id

Rdn

Id

(1.6.2)
Rph

Rph

Dòng điện chạy qua cơ thể người :

I ng 

Rtd

Rng

Rd

Rph- điện trở dây pha, ;

Utx= IdRtd;

Ing

b)

(1.6.3)

Thay giá trị của Utx từ (1.6.2) vào
(1.6.3) và một vài biến đổi đơn giản
ta được

I ng 

I d .Rtd
I .R
 d d
Rng
Rng  Rd

(1.6.4)

Hình 8.4. Giải thích vai trị của bảo vệ nối đất.
a) Sơ đồ mạng điện có bảo vệ nối đất;
b) Sơ đồ thay thế .

Nghĩa là dòng điện chạy qua cơ thể người phụ thuộc vào điện trở của hệ thống nối đất
bảo vệ Rd. Trong thực tế người ta phải tính tốn sao cho R d có giá trị đảm bảo an toàn cho
người vận hành.
6.2.1) Cấu trúc của hệ thống nối đất:
Theo phương thức bố trí, hệ thống nối đất được
phân biệt hai loại là nối đất ngoại biên và nối
đất bao quanh (hình 8.5). Nối đất ngoại biên
thường được bố trí xa vị trí đặt thiết bị (hình
8.6). Nối đất bao quanh có thể được thực hiện
Hình 8.5. Các loại hệ thống nối đất
a) Nối đất ngoại biên;
theo vịng kín hoặc vịng hở.

b) Nối đất bao quanh.
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

19

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

6.3) Tính tốn nối đất:
Việc tính tốn nối đất là để xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết đảm bảo
điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu. Điện trở của hệ thống nối đất phụ
thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi
đặt tiếp địa.
6.3.1) Tính toán nối đất theo điện trở nối đất yêu cầu (Ryc):
a) Trình tự tính tốn đối với đất đồng nhất(1 lớp đất)
Q trình tính tốn nối đất theo R yc đối với khu vực có đất đồng nhất được thực hiện
theo các bước sau:
A. Xác định điện trở yêu cầu của hệ thống nối đất
Như đã phân tích ở trên, giá trị của điện trở nối đất phải đủ nhỏ sao cho điện áp tiếp
xúc không vượt quá giới hạn cho phép. Điện trở nối đất trong mạng điện được xác định theo
điều kiện

U
R yc  L 
Id

(1.6.5)

Trong đó
Id – dòng điện ngắn mạch chạy trong đất, A;
UL - điện áp tính tốn có giá trị UL  Ucp ;
Ucp- giá trị được áp tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt của bảo vệ: đối với mạng
điện cao áp Ucp=250V, nếu hệ thống nối đất được xây dựng chung cho cả mạng cao và hạ áp
thì Ucp=125V. Trong trường hợp có sử dụng các thiết bị tự động cắt bảo vệ thì giá trị của U cp
có thể lấy theo bảng sau.
Bảng 8.1 Điện áp tiếp xúc cho phép phụ thuộc vào thời gian cắt
tc, s
0,3
0,2
0,007
0,004
Ucp, V
>400
50120
120 230
230 400
Theo tính tốn, nếu dịng điện ngắn mạch chạy trong đất có giá trị lớn hơn 500A, thì
điện của hệ thống nối đất R yc  0,5 . Điều đó thường xẩy ra đối với mạng điện có hệ thống
trung tính nối đất.
Các giá trị Ryc tính theo (1.6.5) phải không được lớn hơn 10 . Đối với các
trạm biến áp tiêu thụ, giá trị của điện trở nối đất Ryc phụ thuộc vào công suất định mức của
trạm, còn giá trị của hệ thống nối đất lặp lại R d.L, phụ thuộc vào điện trở của hệ thống nối đất
chính như sau:
SBA, kVA
< 100
 100
Ryc, 
10

4
Rd.L, 
30
10
Điện trở nối đất cho các khu nhà ở nằm trong giới hạn 430 , phụ thuộc vào điện áp
cung cấp, đối với mạng điện 380/220V, Rd10 .
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

20

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

b)Xác định điện trở nối đất nhân tạo:
Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất và tiết kiệm cho hệ thống nối đất
nhân tạo, người ta tận dụng các cơng trình ngầm như ống dẫn bằng kim loại, các cấu kiện bê
tông cốt thép, vỏ cáp, nền móng v.v. Tuy nhiên ở đây cần hết sức lưu ý là không bao giờ được
sử dụng các đường ống dẫn nhiên liệu. Điện trở của tất cả các cơng trình kể trên gọi là điện
trở nối đất tự nhiên Rtn. Giá trị của điện trở nối đất tự nhiên được xác định theo phương pháp
đo, bằng thiết bị đo điện trở tiếp địa. Nếu giá trị R tn < Ryc thì khơng cần phải xây dựng thêm
hệ thống nối đất nhân tạo. Trong trường hợp ngược lại thì cần tiến hành xác định giá trị điện
trở tiếp địa nhân tạo Rn.tao theo biểu thức:
Rn.tao 

Rtn .R yc
Rtn  R yc

,

(1.6.6)

Rn.tao- điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo;
Rtn- điện trở của hệ thống nối đất tự nhiên.
Điện trở của một số dạng cực tiếp địa cơ bản được biểu thị trong bảng sau:
Bảng 8.1. Tính tốn điện trở nối đất của các điện cực tiếp địa
Sơ đồ bố trí

Biểu thức tính điện trở

h

Điện cực và đặc điểm
Cọc bằng thép trịn, đường
kính d m, chiều dài l m,
chôn thẳng đứng cách mặt
đất h m. Điện trở suất của

Rdc 

l

d

0.366
2l 1 4t  l
 (lg  lg
)
l

d 2 4t  l
(1.6.7)

đất , .m.

Cọc bằng thép trịn, đường
kính d m, chiều dài l m,
chôn thẳng đứng đầu trên
sát mặt đất.

0.366
4l
 ln ,  ;
l
d

(1.6.8)

l
h

Thanh ngang dẹt có bề dài
L và rộng b,m nằm cách
mặt đất ở độ sâu h m.

b

Rnga 

0.366

2l 2
 lg
, ;
L
b.t

h

L

d

Thanh ngang dẹt trịn
đường kính d, m có bề dài
L, nằm cách mặt đất ở độ

Rdc 

d

L
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

21

SVTH: BÙI QUANG KHẢI

(1.6.9)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

sâu h m.

0.366
l2
 lg
,  ; (1.6.10)
L
d .t

Rsao 


4.l
.[ln
 1  N (n)], 
 .n.l
d

b’

Lưới nối đất diện tích
Fnd= a’ x b’ với tổng chiều
dài các thanh ngang: L=
n1.a’+n2.b’, m.

Rnga 

1

1
1
Rluoi [ 
(1 
)]
L
20.Fnd
1  h. 20 / Fnd

a’

(1.6.11)
Hệ thống gồm n tia trịn
đường kính d, dài l mét,
kết sao, đặt gần mặt đất.

N(n)  (n-1).ln(3,414)-ln(n)
(1.6.12)
Diện tích nối đất Fnd (kích thước a’xb’) trong biểu thức (8.19) được xác định trên cơ
F
sở mặt bằng của vùng được tính tốn nối đất. Có thể ước lượng gần đúng theo biểu thức:
Fnd 0,436

2
R yc2

(1.6.14)

Điện trở của thanh thép góc bản rộng b m cũng được xác định tương tự như thép tròn,
nhưng thay giá trị d=0,95.b. Giá trị điện trở suất của một số loại đất đặc trưng được thể hiện

trong bảng 8.2.
Nếu giá trị điện trở suất của đất được xác định theo phương pháp đo thì
 = do.khc

(1.6.15)

do- điện trở suất của đất theo chỉ số của thiết bị đo.
khc – hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất, phụ thuộc vào thời điểm đo, hay nói chính xác
hơn là phụ thuộc vào trạng thái của đất, được lấy gần đúng theo bảng 8.3.
Bảng 8.2. Điện trở suất trung bình của một số loại đất ở điều kiện tiêu chuẩn
, .m
3000
1000
700
300
200

Loại đất
Đất đá
Đất pha sỏi
Cát
Cát pha
Đất đen
Bảng 8.3. Giá trị hệ số k

, .m
150
100
40
30

20

Loại đất
Sét pha
Đất sét
Đất vườn
Đất mùn
Đất bùn

hc

Cực nối đất
Thanh ngang dẹt chôn sâu 0,5m
GVHD:Th.S NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG

Đất ẩm
6,5

22

Đất tr. bình
5

Đất khơ
4,5

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Thanh ngang dẹt chơn sâu 0,8m
Cọc đóng sâu cách mặt đất 0,50,8m

3
2

2
1,5

1,6
1,4

Điện trở suất của một số loại đất có độ dày từ 1-3m(.cm):
Đất sét, đất sét lẫn sỏi

1. 10 4



Đất vườn, đất ruộng



0.4. 10 4

Đất bùn



0.2. 104

cát



(710). 10

Đất lẫn cát



(35). 10

4

4

B. Xác định số lượng điện cực cần thiết khi chưa tính đến thanh nối ngang
n1 

Rdc
Rn.tao

(1.6.16)

Các điện cực được bố trí thành từng dãy hoặc theo chu vi của thiết bị bảo vệ. Nếu
khoảng cách giữa các điện cực quá gần thì hiệu quả của hệ thống nối đất sẽ thấp, do ảnh
hưởng của hiệu ứng đan chéo. Sau khi sơ bộ phân bố vị trí của các điện cực, ta có thể xác
định được khoảng cách trung bình giữa chúng l a, để từ đó xác định hệ số sử dụng , phục vụ

cho q trình tính tốn tiếp theo.
5) Xác định điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo có tính đến điện trở của các thanh
nối ngang
R 'n.tao 

R 'nga .Rn.tao

(1.6.17)

R 'nga  Rn.tao

R’nga- điện trở của thanh nối ngang có tính đến hệ số sử dụng.
R 'nga 

Rnga

 nga

(1.6.18)

nga- hệ số sử dụng thanh nối ngang, phụ

l

Rnga- điện trở thanh nối ngang, ;
la

la

thuộc vào tỷ số la/l và số lượng điện cực n;

la- khoảng cách giữa các điện cực, m;
l- chiều dài của mỗi điện cực, m.
Hình 8.9 Sơ đồ bố trí các cực tiếp địa

Hệ số sử dụng nga được cho trong bảng 7.pl). Do sử dụng nhiều cọc tiếp địa, trường phân bố
dòng điện trong đất đan chéo nhau làm cho mật độ dòng điện tăng lên, điện trở nối đất cũng

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

23

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

tăng lên làm giảm hiệu quả sử dụng của hệ thống nối đất. Thường thì hệ số sử dụng  nằm
trong khoảng 0,5 0,8.
6) Xác định số lượng điện cực chính thức:
Rdc
n 
;
 dc .R 'n.tao

(1.6.19)

dc- hệ số sử dụng của các điện cực, tra theo bảng 5.pl tương tự như đối với hệ số nga, hay tra
bảng 10-3 trang 387 sách cung cấp điện thầy Nguyễn Xuân Phú.
7) Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của hệ thống nối đất
Tiết diện tối thiểu của thanh nối được xác định theo biểu thức:

tk
, mm2
(1.6.20)
C
tk- thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch chạm masse Id chạy trong đất, sec.
C – hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm thanh nối ( đối với thanh thép C=74), dây đồng trần 195,
cáp ruột đồng dưới 10KV là 182, dây nhôm trần, cáp nhôm dưới 10KV là 112
Fmin  I d

Điều kiện ổn định nhiệt là Fmin Fnga.
Sơ đồ thuật tốn q trình tính tốn nối đất được thể hiện trên hình 8.10
Ngồi phương pháp trên cịn có phương pháp tính tốn nối đất khơng đồng nhất (2 lớp đất).

GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

24

SVTH: BÙI QUANG KHẢI


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Phần 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN MỀM ECODIAL
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ECODIAL:
1.1) Gới thiệu phần mềm Ecodial:
Ecodial là một chương trình chuyên dùng hỗ trợ việc tính tốn, thiết kế, lắp đặt mạng
điện phía hạ áp. Chương trình này cung cấp cho người thiết kế đầy đủ các loại nguồn, thư
viên linh kiện, các kết quả đồ thị tính tốn …với một cửa sổ giao điện đầy đủ các chức năng
cho việc lắp đặt hạ áp. Chú ý ecodial là phần mềm cho kết quả tương thích với tiêu chuẩn

quốc tế IEC.
Theo những phiên bản, Ecodial tuân theo tiêu chuẩn cài đặt Pháp NFC 15 100 hay tiêu
chuẩn quốc tế IEC 364-5-523 .
1.2) Các đặt điểm chung của Ecodial:
+ Thiết lặp sơ đồ đơn tuyến
+ Phụ tải tính tốn
+ Lựa chọn kích thước dây dẫn
+ Xác định các giá trị định mức và cầu chì
+ Chọn máy biến áp và nguồn dự phịng
+ Tính tốn dịng điện ngắn mạch và độ sụt áp
+ Xác định yêu cầu chọn lọc cho các thiết bị bảo vệ
+ Đảm bảo an toàn cho người – chống điện giật
+ In tồn bộ kết quả tính tốn ra giấy
1.3) Ngun tắc tính tốn cơ bản Ecodial:
+ Ecodial lấy các đặc tính của tải được bảo vệ để chọn cách bảo vệ phù hợp nhất cho tải.
+ Ecodial tự xác định tiết diện cáp
+ Ecodial kiểm tra tính nhất quán của thơng tin nhập vào
+ Trong q trình tính tốn ecodial sẽ báo lỗi bất các trục trặc nào gặp phải và đưa các yêu
cầu cần thực hiện.
1.4) Một số ưu khuyết điểm của Ecodial:
a.Ưu điểm:
- Thiết lập sơ đồ tuyến tính
- Tính tốn phụ tải theo phương pháp hệ số sử dụng và hệ số động thời
GVHD:Th.S NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

25

SVTH: BÙI QUANG KHẢI