Đề tài Thiết kế cung điện cho trường đại học

THIẾT KẾ CUNG ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ ĐỊA ĐIỂM THIẾT KẾ Sơ đồ mặt bằng Nhà B1, 5 tầng 200m2/tầng Khu hành chính, nhà B2,3 tầng,300m2/tầng Nhà B3, 5 tầng, 300m2/ tầng Nhà A1, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A2, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A3, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A4, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà ăn-căn tin, 300m2 Nhà xe, 300m2 Nhà xe GV, 200m2 Danh mục phụ tải Nhà A1: 4 tầng, tầng dưới là 8 văn phòng, 3 tầng trên là lớp học, mỗi tầng bố trí 6 lớp học với diện tích tự phân chia. Nhà A2: 4 tầng dưới là 4 xưởng thực tập cơ khí có Pđ = 100kW, tầng 2 là 8 phòng thí nghiệm với Pđ = 20kW/phòng; 2 tầng trên là lớp học, mỗi tầng bố trí 6 lớp học với diện tích tự phân chia. Nhà A3,A4: 4 tầng, các tầng đều là lớp học, mỗi tầng bố trí 6 lớp học với diện tích tự phân chia. Nhà B1: 5 tầng, tầng dưới là văn phòng , 4 tầng trên là lớp học, mỗi tầng bố trí 6 lớp học với diện tích tự phân chia. Nhà B2: 3 tầng , các tầng trên là văn phòng với diện tích tự phân chia. Nhà B3: 5 tầng, tầng dưới là văn phòng 4 tầng trên là lớp học , mỗi tầng bố trí 6 lớp học với diện tích tự phân chia. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Nhà A1: Diện tích 10 x 20m - với 4 tầng. *Tầng 1: 8 văn phòng, mỗi văn phòng gồm diện tích 25m2. Chiếu sáng: lấy p0= 20W/m2, cosj= 0,8. Þ Pcs = P0 x S = 20 x 25 = 500 W. Làm mát: lắp 1 máy lạnh 1 HP có công suất Plm= 736 W. Ổ cấm dự phòng: Pdp =1000 W ÞTổng công suất cho một văn phòng. PVP = Pcs + Plm+ Pdp = 500 + 736 + 1000 = 2236 W. ÞTổng công suất tầng 1. Ptầng1 = PVP x 8 = 2236 x 8 = 17,88 kW. *3 tầng trên: mỗi tầng có 6 lớp học ( 6 x 3 = 18 phòng ) với diện tích 30m2/phòng, gồm có: Chiếu sáng: lấy p0 = 15W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 15 x 30 = 450 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 6 x 75 = 450 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt 1 phòng= Pcs + Plm+ Pdp = 450 + 450 + 500 = 1,4 kW. Công suất 3 tầng. Þ SPtt 3 tầng = 1,4 x 18 = 25,2 kW. Công suất của nhà A1 SPttA1 = 25,2 + 17,88 = 43,08 kW. Nhà A2 Diện tích 10 x 20m = 200m2 - với 4 tầng. *Tầng 1: có 4 phân xưởng cơ khí với diện tích 50m2/xưởng Khu vực xưởng thực tập cơ khí có Pđ = 100kW, tra bảng ta được knc = 0,4. PCK = knc x Pđ = 0,4 x 100 = 40kW. Chiếu sáng: lấy p0 = 12W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 12 x 50 = 1000 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 10 x 75 = 750 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 2000 W. Công suất của một phân xưởng cơ khí. SPck = Pck + Pcs + Plm+ Pdp = 40 + 1 + 0,75 + 2 = 43,75kW. Công suất tầng 1 SPtầng 1= 43,75 x 4 =175kW *Tầng 2: gồm 8 phòng thí nghiệm diện tích 25m2/phòng. Khu vực phòng thí nghiệm có Pđ = 20kW/ phòng, có 8 phòng thí nghiệm, tra bảng ta được knc = 0,8 PTN = knc x Pđ = 0,8 x 20 = 16 kW. Chiếu sáng: lấy p0 = 20W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 20 x 25 = 500 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 4 x 75 = 300 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 1000 W. ÞP1phòng= 16 + 0,5 + 0,3 + 1 = 17,8 kW. Công suất tầng 2. Ptầng2= 17,8 x 8 = 142,4kW. *2 tầng trên: gồm có 6 phòng học (6 x 2 = 12 phòng) với diện tích 30m2/phòng. Chiếu sáng: lấy p0 = 15W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 15 x 30 = 450 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 6 x 75 = 450 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W. ÞP1phòng= 450 + 450 + 500 = 1,4 kW. Công suất 2 tầng. Þ SPtt 2tầng = 1,4 x 12 = 16,8 kW. Công suất của nhà A2 SPttA2 = 175 + 142,4 + 16,8 = 334,2 kW. Nhà A3, A4 Có diện tích số phòng giống nhau và đối tượng phục vụ giống nhau (10 x 20) ÞPttA3= PttA4. Khu A3 có 4 tầng, mỗi tầng 6 phòng, tương ứng là 24 phòng với diện tích là 30m2,mỗi tầng gồm có: Chiếu sáng: lấy p0 = 15W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 15 x 30 = 450 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 6 x 75 = 450 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt 1 phòng= Pcs + Plm+ Pdp = 450 + 450 + 500 = 1,4 kW. Công suất của A3 và A4. ÞPttA3= PttA4.= 1,4 x 24 = 33,6 kW. Công suất của toàn khu nhà A3 và A4. P = 33,6 x 2 = 67,2 kW. Nhà B1: Diện tích 10 x 20m – với 5 tầng. * Tầng 1:là khu vực văn phòng gồm có 6 phòng S= 30m2/phòng. Chiếu sáng: lấy p0= 20W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 20 x 30 = 600 W. Làm mát: lắp 1 máy lạnh 1 HP có công suất Plm= 736 W. Ổ cấm dự phòng: Pdp =1000 W ÞTổng công suất cho một văn phòng. PVP = Pcs + Plm+ Pdp = 600 + 736 + 1000 = 2336 W. ÞTổng công suất tầng 1. Ptầng1 = PVP x 6 = 2336 x 6 = 14.1 kW. *4 tầng trên là lớp học với 6 lớp/tầng (6 x 4 = 24 phòng). Cho 4 tầng với S= 30m2/phòng gồm có: Chiếu sáng: lấy p0 = 15W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 15 x 30 = 450 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 6 x 75 = 450 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt 1 phòng= Pcs + Plm+ Pdp = 450 + 450 + 500 = 1,4 kW. ÞSP4 tầng= 1,4 x 24 = 33,6 kW Công suất của khu B1 ÞSPB1= 14,1 +33,6 = 47,7 kW. Nhà B2: Gồm 3 tầng có diện tích 10 x 30m/ tầng đều là văn phòng gồm có 6 phòng /tầng với diện tích 50m2/tầng gồm có: Chiếu sáng: lấy p0= 20W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 20 x 50 = 1000 W. Làm mát: lắp 1 máy lạnh 1,5 HP có công suất Plm=1104 W. Ổ cấm dự phòng: Pdp =1000 W ÞTổng công suất cho một văn phòng. PVP = Pcs + Plm+ Pdp = 1000 +1104 + 1000 = 3,1 kW. ÞTổng công suất tầng B2 PB2 = 3,1 x 6 x 3 = 55,8 kW. Nhà B3 Diện tích 10 x 30m/tầng, gồm 5 tầng *Tầng dưới là 6 văn phòng có diện tích 50m2/ phòng gồm có: Chiếu sáng: lấy p0= 20W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 20 x 50 = 1000 W. Làm mát: lắp 1 máy lạnh 1,5 HP có công suất Plm=1104 W. Ổ cấm dự phòng: Pdp =1000 W ÞTổng công suất cho một văn phòng. PVP = Pcs + Plm+ Pdp = 1000 +1104 + 1000 = 3,1 kW. ÞTổng công suất tầng 1 Ptầng 1 = 3,1 x 6 = 18,6 kW. *4 tầng trên là lớp học mỗi tầng 6 phòng ( 4 x 6 = 24 phòng) với diện tích 50m2/phòng gồm có: Chiếu sáng: lấy p0 = 15W/m2. Þ Pcs = P0 x S = 15 x 50 = 750 W. Làm mát: 5m2/quạt, loại 75W Plm = 10 x 75 = 750 W. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt 1 phòng= Pcs + Plm+ Pdp = 750 + 750 + 500 = 2 kW. ÞSP4 tầng= 2 x 24 = 48 kW Công suất của khu B3 ÞSPB3= 48 +18,6= 66,6 kW. Nhà ăn Diện tích 10 x 30m, lấy suất chiếu sáng P0= 12W/m2, quạt lấy 10m2/quạt (loại 75W/quạt). Þ Pcs = P0 x S = 12 x 300 = 3,6kW. Làm mát: 10m2/quạt, loại 75W Plm = 30 x 75 = 2,25 kW. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W Công suất của khu nhà ăn ÞSPnhà ăn = 3.6 + 2,25 + 0,5 = 6,35 kW. Nhà giữ xe Lấy công suất phụ tải P0 = 10W/m2. Khu giữ xe giáo viên có diện tích 10 x 20m. Chiếu sáng PGV = P0 x S = 10 x 200 = 2 kW. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt= 2+ 0,5= 2,5kW. Khu giữ xe học sinh có diện tích 10 x 30m. Chiếu sáng PHS = P0 x S = 10 x 300 = 3 kW. Ổ cắm dự phòng: Pdp = 500 W ÞPtt= 3+ 0,5= 3,5kW. Þ Tổng công suất phụ tải tính toán của khu nhà giữ xe là PGX = PGV + PHS = 2,5 + 3,5 = 6 kW. Chiếu sáng công cộng Gồm chiếu sáng cho sân trường , khuôn viên trường học… lắp đặt 20 đèn với công suất P = 100W/đèn (đèn sợi đốt). PCS = 100 x 20 = 2 kW. Þ Tổng công suất phụ tải tính toán của toàn trường là PTT = PA1 + PA2 + PA3 + PA4 + PB1 + PB2 + PB3 + PNA + PGX + PCS = 43,08 + 334,2 + 33,6 + 33,6+ 47,7 + 55,8 + 66,6 + 6,35 + 6 + 2 =628,9 kW. *cosjtb của trường: Dựa vào bảng tra cứu ta được cosj của xưởng cơ khí là 0,65, phòng thí nghiệm là 0,75, chiếu sáng là 0,85. = 0,79 Ta có cosjtb = 0,79 = tgjtb = 0,78 Þ Phụ tải toàn phần của trường đại học là = 796 kVA. Þ Công suất phản kháng tính toán Qtt = Ptt x tgj = 628,9 x 0,78 = 490,54 kVar CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG Chọn máy biến áp: Có 2 phương án để cấp điện cho trường . Phương án 1: đặt 2 trạm biến áp, 1 trạm có công suất 600KVA, và1 trạm có công suất 400KV Phương án 2: đặt 1 trạm biến áp có công suất 800kVA. Þ Ta quyết định chọn phương án 1 vì : Dù phụ tải cung cấp cho trường đại học thuộc hộ tiêu thụ loại 2, nhưng trong hệ thống phụ tải của trường có một số thiết bị cần được cấp nguồn liên tục (mạng máy tính,thủ viện điện tử,xưởng thực tập….) Vì phụ tải của trường có Kdt<1 nên ta chọn máy 600KVA (Stt=800KVA) làm máy cấp nguồn chủ yếu.để giảm tổn hao non tải cho MBA Đối với phụ tải có nhu cầu cấp điện liên tục ta đi dây lộ kép (từ máy 400KVA và 600KVA) để: Tách khỏi máy 600KVA khi phụ tải định mức(thông qua máy cắt) Đảm bảo việc cấp điện liên tục cho các thiết bị có nhu cầu cao trong trường * Phương án cấp điện cụ thể Chọn vị trí lắp đặt 2 trạm biến áp cạnh nhà xe cho sinh viên, phía trong hàng rào trường học. Đặt trên 2 trạm biến áp 1 tủ điện phân phối với 1 MCCB tổng, 1máy cắt chuyển mạch và 8 CB nhánh đến các khu vực phụ tải của trường. Đặt 8 tuyến cáp ngầm đến 8 tủ phân phối của 10 khu vực trong trường ( 10 khu vực nhà, riêng đối với khu vực văn phòng và xưởng thực tập đi dây lộ kép). Tại mỗi khu vực phân phối( các tòa nhà) đặt 1 tủ phân phối các tầng. Hình1: Sơ đồ mặt bằng phân bố từ trạm biến áp đến phụ tải Nhà B1, 5 tầng 200m2/tầng Khu hành chính, nhà B2, 3tầng,300m2/tầng Nhà B3, 5 tầng, 300m2/ tầng Nhà A1, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A2, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A3, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A4, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà ăn-căn tin, 300m2 Nhà xe GV, 200m2 Nhà xe, 300m2 Tâm vòng tròn phụ tải: Khi lựa chọn vị trí đặt máy biến áp phân xưởng hoặc trạm biến áp xí nghiệp, ta cần xác định tâm phụ tải. Nếu đặt đúng tâm phụ tải sẽ giảm được tổn thất công suất và điện năng. Với mặt bằng ta có các tọa độ tâm phụ tải của các khu nhà như sau: A1(3,12); A2(5,7); A3(9,7); A4(12,7) B1(3,12); B2(8,12); B3(14,12); Nhà xe GV(11,2). Vị trí tâm phụ tải được xác định: Vậy tọa độ đặt TBA tại nhà A2(6,5;8,3). Để xác định biểu đồ phụ tải ta cần xác định R và a: Trong đó: R là bán kính của vòng tròn phụ tải (m) a là góc chiếu sáng R và a được xác định như sau: (m=1Kva/m ) a= P là công suất tác dụng của phân xưởng P là công suất chiếu sáng của phân xưởng . Hình 2: tâm vòng tròn phụ tải CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN Chọn máy biến áp Với ST = 796kVA nên chọn 2 máy biến áp có công suất 600kVA và 400kVA do công ty ABB chế tạo có thông số kỹ thuật Sđm = 400kVA và Sđm = 600kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 0,8kW PN = 5,7kW UN% = 4,5% Kích thước: D x R x C = 1620 x 1055 1500 (mm) Van chống sét Chọn van chống sét do hãng Cooper (Mỹ) chế tạo loại AZLP501B10 có Uđm = 10kV Máy cắt Dòng cưỡng bức qua máy cắt Icb = (A) →Từ kết quả trên ta chọn dùng tủ máy cắt hợp bộ 8DC11 cách điện SF6 do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau. Loại tủ máy cắt Uđm(kV) Iđm(A) INmax(kA) IN3s(kA) 8DC11 22 1250 125 25 *Ngắn mạch trung áp Ta có công thức XH = Tổng trở 2 km đường dây AC- 50 ZD = RD +j XD = r0l +jx0l = 0,65 x 2 + 0,368 x 2 = 1,3 + j 0,736 (W). Dòng ngắn mạch 3 pha phía trước máy biến áp . Các đại lượng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức (kA) UđmMC=24 > UđmLĐ= 10 Dòng điện định mức (A) IđmMC=1250 > Icb= 46 Dòng cắt định mức ( kA) Icđm= 25 > I’’ = 3.9 Công suất cắt định mức (MVA) Scđm= 952 > S’’ = 71 Dòng ổn định động (kA) Iôđđ= 125 > ixk = 1,8* 3,9 =9.9 Không cần kiểm tra ổn định nhiệt của MC vì có Iđm = 1250 (A) > 1000(A) CB tổng Dòng tính toán Itt = (A) Ta có Itt = 1148A nên chọn CB do hãng LS chế tạo có thông số Loại Uđm Iđm (A) Icu kA ABS1203b 415 1200 65 Thanh cái Ta có Itt = A chọn thanh cái có tiết diện M(60 x8) mm2 , có Icp=1320A. Chọn CB cho các tủ điện trong khu nhà. * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A1: Toàn bộ phụ tải phục vụ cho chiếu sáng văn phòng và lớp học nên lấy cosjtb=0,85. Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS100AF 415 100 35 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A2: Ta có cosjtb= Itt = Þ Chọn CB loại 800AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS800AF 415 800 42 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A3: Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy cosjtb =0,85. Uđm = 380V Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA ABE102b 415 100 25 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A4: Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy cosjtb =0,85. Uđm = 380V Itt = Þ Chọn CB loại ABE102b do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA ABE102b 415 100 25 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B1: Toàn bộ phụ tải phục vụ cho chiếu sáng văn phòng và lớp học nên lấy cosjtb=0,85. Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS100AF 415 100 35 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B2: → Tất cả phụ tải phục vụ cho văn phòng. Chọn A →Chọn MCB loại 100AF do LG sản xuất: Iđm=100A ; Uđm= 415V * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B3: Tất cả phụ tải phục vụ cho văn phòng –lớp học →Chọn MCB loại 250 AF do LG chế tạo: - Iđm=140A; Uđm=415 V * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ chiếu sáng C Chọn MCB tổng cho tủ chiếu sáng; có : →Chọn MCB loại 100AF do LG chế tạo: Iđm=50A; Uđm=415V 7. Dây dẩn trong hệ thống điện *Chọn đường dây trên không từ nguồn vào máy biến áp có: Uđm= 10kV, Sđm= 800kVA, l=100m, cosj=0,8. Thời gian phụ tải sử dụng Tmax(3000-5000) h. Từ cấp điện áp trên ta chọn dây dẫn AC là thích hợp Dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn dây dẫn Imax = (A) Từ Tmax(3000-5000) h và dây AC tra bảng có Jkt=1,1(A/mm2). Tiết diện kinh tế Tra bảng tiết diện tiêu chuẩn chọn dây dẫn AC-50 có Z0= 0,65 + j 0,368(W/km). Kiểm tra các tiêu chuẩn kỹ thuật. Tổn thất điện áp lớn nhất Ta có: P = S x cosj = 800 x 0,8 = 640 kW. Q = S x sinj = 800 x 0,6 = 480 kVAr. DUmax = Tổn thất cho phép: DU= 5%Uđm= 500V Vậy tổn thất trên là được DUmax =73,48V<500V Þ dây được chon đã đúng theo yêu cầu. Chọn dây từ MCCB đến các tủ điện: * Đường dây đến tủ A1 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi: Icp=160A; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 43,08 x 0,62 = 26,7 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A2 Itt = → chọn cáp 3 lõi (k2=0,8;k1=0,95) Icp=940A; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảng:www.cadivi.vn.com) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 334,2 x 0,83 = 277,4 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A3 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi: 3 G 50 Icp=160A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 33,6 x 0,62 = 20,8 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A4 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi : 3 G 50 Icp=160A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,15km Q = Ptt x tgj = 33,6 x 0,62 = 20,8 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ B1 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 70 Icp=197A ; *Kiểm tra hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,25km Q = Ptt x tgj = 47,7 x 0,62 = 29,6 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật). *Đường dây đến tủ B2 A → chọn cáp nhôm cách điện bằng PVC do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 70 Icp=197A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 55,8 x 0,62 = 34,6 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ B3 → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 95 Icp=234A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,25km Q = Ptt x tgj = 66,6 x 0,62 = 41,3kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ C → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 16 Icp=87A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,15km Q = Ptt x tgj = 14,35 x 0,75 = 10,76kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) CHƯƠNG V: KIỂM TRA NGẮN MẠCH CHO HỆ THỐNG Hình 2. Sơ đồ ngắn mạch các khu nhà Tra sổ tay với 2 máy biến áp có công suất 600kVA do công ty ABB chế tạo có thông số kỹ thuật. Sđm = 600kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 0,8kW PN = 5,7kW UN% = 4,5% = 2,6 + j11 (mW) Tổng trở ngắn mạch tại vị trí N1 ZN1 = ZBA = (mW) Ngắn mạch tai vị trí N1 IN1= == 20,4 kA *Tổng trở ngắn mạch ở các khu nhà Tổng trở thanh cái M(60 x 8) x0 = 0,12( mW) r0= 0,042(mW) ZTC = 0,042 +j 0,12 (mW) 1/Khu nhà A1 Tổng trở CB nhà A1 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A1MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A1 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 200 + j0,06 x200 = 128,2 + j12 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A1 Þ ZNA1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (mW) ZNA1 = = 137 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A1 IN2= == 1,6 (kA) 2/Khu nhà A2 Nhà A2 có đường dây dẫn PVC (3 x 400 – 1x 200) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,047( W/km) r0= 0,024(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,024 x 200 + j0,047 x200 = 4,8 + j9,2 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A2 Þ ZNA2 = ZN1 + ZTC + ZD = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (4,8 + j9,2 ) = 7,4 + j20,3 ZNA2 = = 21,6(mW) Ngắn mạch tại vị trí nhà A2 IN3= == 10,7 (kA). 3/Khu nhà A3 Tổng trở CB nhà A3 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A3MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A3 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 200 + j0,06 x200 = 128,2 + j12 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A3 Þ ZNA3 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA3MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (mW) ZNA3 = = 137 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A3 IN4= == 1,6 (kA) 4/Khu nhà A4 Tổng trở CB nhà A4 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A4MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A4 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 150m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 150 + j0,06 x150 = 96,2 + j9 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A4 Þ ZNA4 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA4MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (96,2 + j9 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 103 + j21,8 (mW) ZNA4 = = 105,2 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A4 IN5= == 2,2 (kA) 5/Khu nhà B1 Tổng trở CB nhà B1 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z B1MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà B1 có đường dây dẫn PVC (3 x 70 – 1x 35) , l = 250m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,443(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,443 x 250 + j0,06 x250 = 110,7 + j15(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B1 Þ ZNB1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (110,7 + j15 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 117,4 + j27,8 (mW) ZNB2 = =120,6 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B1 IN6= == 1,9 (kA) 6/Khu nhà B2 Tổng trở MCB nhà B2 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z B2MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà B2 có đường dây dẫn PVC (3 x 70 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,443(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,443 x 200 + j0,06 x200 = 88,6 + j12(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B2 Þ ZNB2 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB2MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (88,6 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 95,3 + j24,8 (mW) ZNB2 = = 98,5 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B2 IN7= == 2,3 (kA) 7/Khu nhà B3 Tổng trở MCB nhà B3 có 2MCB có I = 140 A Þ x = 0,55 ( mW) rtx= 0,65 (mW) r = 0,74(mW) Z B3MCB= (0,74+ 0,65) +j 0,55 = 1,39 + j 0,55 (mW). Nhà B3 có đường dây dẫn PVC (3 x 95 – 1x 50) , l = 250m Tra bảng ta có x0 = 0,332 ( W/km) r0= 0,2 (W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,2 x 250 + j0,332 x250 = 50 + j83(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B3 Þ ZNB3 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB3MCB = (2,6 + j11.3 ) + (0,042 +j 0,12) + (50 + j83 ) + 2x(1,39 + j 0,55) = 55,4 + j95,22 (mW) ZNB3 = = 110,1 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B3 IN8= == 2,1 (kA) 8/Khu nhà C Tổng trở MCB nhà C có 2MCB có I = 50 A Þ x = 2,7 ( mW) rtx= 1,3 (mW) r = 5,5(mW) Z CMCB= (1,3+ 5,5) +j 2,7= 6,8+ j 2,7 (mW). Nhà C có đường dây dẫn PVC (3 x 16 – 1x 10) , l = 150m Tra bảng ta có x0 = 1,91 ( W/km) r0= 0,06 (W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 1,91 x 150 + j0,06 x150 = 286,5 + j9(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà C Þ ZNC = ZN1 + ZTC + ZD + ZCMCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (286,5 + j9 ) + 2x(6,8 + j 2,7) = 302,7 + j25,52 (mW) ZNC = = 303,7 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà C IN9= == 0,8 (kA) → So sánh các kết quả tính toán ngắn mạch với phương pháp lựu chọn CB,khí cụ điện ở mục IV ta thấy tất cả khí cụ điện đều hợp lý. CHƯƠNG VI: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG Tổn thất công suất trên đường dây * Tổn thất công suất trên đường dây A1 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước: Qtt= 26,7 kVar. Ptt = 43,08 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA1= r0.l +jx0.l = 0,641.0,2+j0,06.0,2 = 0,128 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây A1 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2054+j192 (VA). *Tổn thất điện năng trên dây A1 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,2 = 0,128(W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA1 = DPA1.t = 2054.3411 = 7006 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A2 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 277,4 kVar. Ptt = 344,2 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,047(W/km). x0 = 0,024(W/km). ZA2= r0.l +jx0.l = 0,047.0,2+j0,024.0,2 = 0,0094 +j0,0048(W). Tổn thất công suất trên đường dây A2 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 11082+j5659 (VA). *Tổn thất điện năng trên dây A2 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,047.0,2 = 0,0094 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA2 = DPA2.t = 11082.3411 = 37800 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A3 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 20,8 kVar. Ptt = 33,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA3= r0.l +jx0.l = 0,641.0,2+j0,06.0,2 = 0,128 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây A3 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 1249+j117,1(VA). *Tổn thất điện năng trên dây A3 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,2 = 0,128 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA3 = DPA3.t = 1249.3411 = 4260 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A4 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 20,8 kVar. Ptt = 33,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,15km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA4= r0.l +jx0.l = 0,641.0,15+j0,06.0,15 = 0,096 +j0,009(W). Tổn thất công suất trên đường dây A4 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 937+j87,8(VA). *Tổn thất điện năng trên dây A4 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,15 = 0,096 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA4 = DPA4.t = 937.3411 = 3196 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B1 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 29,6kVar. Ptt = 47,7 kW. Tra bảng ta có l= 0,25km r0 = 0,443(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,443.0,25+j0,06.0,25 = 0,11 +j0,015(W). Tổn thất công suất trên đường dây B1 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2166+j295,4(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B1 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,443.0,25 = 0,11 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB1 = DPB1.t = 2166.3411 = 7388 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B2 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 34,6kVar. Ptt = 55,8 kW. Tra bảng ta có l= 0,20km r0 = 0,443(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,443.0,20+j0,06.0,20 = 0,088 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây B2 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2370+j323,3(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B2 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,443.0,20 = 0,088 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB2 = DPB2.t = 2370.3411 = 8084 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B3 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 41,3kVar. Ptt = 66,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,25km r0 = 0,320(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,320.0,25+j0,06.0,25 = 0,08 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây B3 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 3070+j460,6(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B3 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,320.0,25 = 0,08 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB3 = DPB3.t = 3070.3411 = 10471(kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây C Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 10,76kVar. Ptt = 14,35 kW. Tra bảng ta có l= 0,15km r0 = 1,91(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 1,91.0,15+j0,06.0,15 = 0,286 +j0,009(W). Tổn thất công suất trên đường dây C là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 575+j18,09(VA). *Tổn thất điện năng trên dây C Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 1,91.0,15 = 0,286 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB3 = DPB3.t = 575.3411 = 1961(kWh). Tổn thất công suất trên máy biến áp: SPt = 796kVA Sđm = 800kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 1,4kW PN = 10,5kW I0% = 1,5 UN% = 5,5% Tổn hao công suất phản kháng khi không tải. . Tổn hao công suất phản kháng khi ngắn mạch. . Þ Tổn hao công suất tác dụng trong máy biến áp. DPt = D P0 +D PN.= 1,4 + 10,5(796/800)2 = 11,8 (kW). Þ Tổn hao công suất phản kháng trong máy biến áp. DQt = D Q0 +D QN.= 12 + 44(796/800)2 = 55,6(kVar) Þ Tổn hao công suất trong máy biến áp. *Tổn thất điện năng trên máy biến áp. Với Tmax=5000(h). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng trong máy biến áp được xác định theo công thức DA = n.DPo.t+ ..DPn.t = 1,4.8760 + 10,5(796/800)2.3411 = 47722 (kWh). CHƯƠNG VII: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT Chống sét: Khu viên trường có chiều dài 120m, chiều rộng 70m, cao 20m, đặt cột chống sét nơi khu nhà 5 tầng. Đây là khu viên trường có diện tích lớn rộng lớn nên ta chống sét theo kiểu hiện đại ,dùng kim thu ESE. Theo tiêu chuẩn NFC 17-102 sử dụng kim thu sét ESE ,có thời gian phóng điện sớm DT= 50ms, đặt giữa tòa nhà trên cột đỡ có chiều cao 4m. Chọn mức bảo vệ 2, tương ứng với D= 45m và I = 10kA Độ lợi khoảng cách: DL = 106*DT = 106*50ms = 50m. Bán kính bảo vệ của kim ESE: Nhận thấy,vùng bảo vệ bao trùm toàn bộ khu viên trường và việc chọn kim ESE nêu trên là thích hợp. Dây thoát sét được sử dụng là cáp đồng trần tiết diện 50mm2. Để đảm bảo an toàn cho người, 3m cáp tính từ mặt đất được bọc ống PVC. Hệ thống nối đất trong trường hợp này, do không đòi hỏi nhiều dây dẫn xuống như trường hợp kim Franlin, bao gồm hệ thống 4 cọc dài L = 3m, cọc L 60 x 60 x 6 có chiều dài cọc 3m, chôn cách nhau 6m. Sử dụng nối đất đóng cọc theo vòng. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm). Hệ số K (tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Chôn sâu 0,8m. Điện trở khuếch tán của một cọc là: = 15,9 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Các cọc được đóng thanh dãy, cách nhau a = 2l = 6m( vì a/l = 2), tra bảng ta được ,hđ = 0,78. Với số cọc n = 4, hc = 0,78 ( Bảng 10-3, cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú). Điện trở của hệ thống 4 cọc: . Thanh nối dùng dây đồng trần tiết diện 50mm2, d = 8mm, chiều dài thanh nối tính đến cột điện gần bằng 24m (l = 2400cm) và được chôn sâu 0,8m= 80cm. Các cọc được đóng thanh dãy, cách nhau a = 2l = 6m( vì a/l = 2), tra bảng ta được , hng = 0,55. Điện trở khuếch tán của thanh ngang . Điện trở nối đất của trang bị nối đất . Þ R = 3,4W< 30W ( đạt yêu cầu). Nối đất: * Nối đất trạm biến áp: Khu chu vi trạm biến áp có chiều dài 6m,chiều rộng 5m, giả xử đây là đất vườn ruộng có r = 0,4*104(Wcm). Hệ số K ( tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Dự định thiết kế hệ thống nối đất cho trạm máy biến áp bằng một mạch vòng kín bao quanh trạm, gồm 6 cọc dùng thép góc L 60 x 60 x 6 và thanh nối là thép dẹt 40 x 4 mm, chiều dài cọc l = 2,5m, chôn cách nhau 2,5m. Chôn sâu 0,8m. Xem hình 3. Hình 3. Mặt bằng trạm biến áp Điện trở khuếch tán của một cọc là: = 17,7 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Với số cọc n = 6 , tỷ số a/l = 2,5/2,5 = 1, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hđ = 0,62. Điện trở khuếch tán của cả năm cọc là: . Mạch vòng sẽ đi bên trong tường rào trạm có chu vi l = 2(a+b) = 2(4+ 5) = 18m và thép dẹt chôn sâu 0,8m. Ta có K = 2. . Với số cọc n = 6 , tỷ số a/l = 2,5/2,5 = 1, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hng = 0,4. Điện trở khuếch tán của thanh ngang . Điện trở nối đất của trang bị nối đất <4W Þ Do vậy số cọc chọn 6 cọc là phù hợp. * Nối đất cho các khu nhà: * Khu nhà A1, A2, A3,A4, B1, nhà xe GV: tất cả đều có chung diện tích có chiều dài 20m, chiều rộng 10m. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm), Km = 1,4 Từ những yếu tố trên ta sử dụng cọc thép bọc đồng chiều dài Lc = 3m, đường kính 16mm, đặt dọc theo chu vi của khu nhà, cách khu nhà 2m. Các cọc bố trí cách nhau 6m theo chiều dọc và 14m theo chiều rộng, được đóng theo mạch vòng . Số cọc sử dụng là 10 cọc. Các cọc được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần tiết diện 50mm2. Cáp và cọc đặt ở độ chôn sâu h = 0,8m so với mặt đất. Điện trở suất tính toán: rtt = Km*r = 1,4*40 = 56Wm. Điện trở nối đất của một cọc: Với số cọc n =10 , tỷ số a/l = 6/3 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú. Ta được hc = 0,69. Điện trở của hệ thống 10 cọc: . Đường kính cáp đồng trần tiết diện 50mm2,d = 8mm. Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc với tổng chiều dài : Lt = 24*2+14*2 = 76m. Chôn sâu 0,8m so với mặt đất. Tra bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, tìm được hệ số sử dụng thanh (dây) hth = 0,4, điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh (dây) nối dãy. Điện trở nối đất của toàn hệ thống: <4W. Þ Do vậy số cọc chọn 10 cọc là phù hợp. * Khu nhà B2, B3, nhà ăn- căn tin, nhà xe : tất cả đều có chung diện tích có chiều dài 30m, chiều rộng 10m. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm), Km = 1,4. Hệ số K ( tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Sử dụng cọc thép góc L 60 x 60 x 6, chiều dài l = 2,5m, đặt vòng theo chu vi của khu nhà, cách mép khu nhà 2,5m. Các cọc được cách nhau 5m. Số cọc sử dụng 20 cọc. Các cọc chôn sâu 0,8m. Điện trở khuếch tán của một cọc là: Với K = 1,5 = 18,3 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Với số cọc n = 20 , tỷ số a/l = 5/2,5 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hđ = 0,64. Điện trở khuếch tán của cả 20 cọc là: . Thanh nối dùng thép tròn có đường kính 8mm, chiều dài thanh nối tính đến cột điện gần : l = 35*2+15*2 = 100m ( l =10000cm) và chôn sâu 0,8m = 80cm. Điện trở khuếch tán của thanh nối nằm ngang. Ta có K = 2. . Với số cọc n = 20 , tỷ số a/l = 5/2,5 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hng = 0,32. Điện trở khuếch tán của thanh ngang . Điện trở nối đất của trang bị nối đất < 4W Þ Do vậy số cọc chọn 20 cọc là phù hợp. CHƯƠNG VIII: TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT Tính toán tụ bù tại thanh cái: Ta có công suất tác dụng P = 628,9 KW cosjtb = 0,79 Dự định tăng cosj lên 0,9 để bù công suất phản kháng cho hệ thống thanh cái Với cosj = 0,79 ® tgj = 0,78 Với cosj = 0,9 ® tgj = 0,48 Qb = P(tgj1 - tgj2) =628,9´(0,78 - 0,48) = 188,67kVAr Chọn dùng 4 bộ tụ bù công suất 50kVAr cho thanh cái, điện áp 440V do Dac Yeong chế tạo. Tính toán tụ bù cho các khu nhà: Đường dây Loại cáp l (m) r0 (W/km) R(W) Qtt (kVAr) Ptt (kW) TC-A1 PVC (3.50 – 1.35) 200 0,641 0,1282 26,7 43,08 TC-A2 PVC (3.400 – 1.200) 200 0,024 0,0048 277,4 334,2 TC-A3 PVC (3.50 – 1.35) 200 0,641 0,1282 20,8 33,6 TC-A4 PVC (3.50 – 1.35) 150 0,641 0,0962 20,8 33,6 TC-B1 PVC (3.70 – 1.35) 250 0,443 0,1107 29,6 47,7 TC-B2 PVC (3.70 – 1.35) 200 0,443 0,0886 34,6 55,8 TC-B3 PVC (3.95 – 1.50) 250 0,2 0,05 41,3 66,6 TC-C PVC (3.16 – 1.10) 150 1,91 0,2865 10,76 14,35 Công suất tổng 441,16 628,9 Điện trở tương đương của lưới điện hạ áp của trường: Áp dụng công thức: Qbù i = Qi - (QS -Qbù S). Xác định được công suất các tủ tụ bù đặt tại các khu nhà: Chọn tụ bù cho từng khu nhà: Nơi đặt Loại tụ Số lượng Qbù(kVAr) Uđm(V) Iđm(A) Số pha THANH CÁI DLE-4D50K6S 4 50 440 65,6 3 TỦ A1 DLE-4D25 K6S 1 25 440 32,8 3 TỦ A2 DLE-4D50 K6S 3 50 440 65,6 3 TỦ A3 DLE-4D20 K6S 1 20 440 26,2 3 TỦ A4 DLE-4D20 K6S 1 20 440 26,2 3 TỦ B1 DLE-4D25 K6S 1 25 440 32,8 3 TỦ B2 DLE-4D30 K6S 1 30 440 39,3 3 TỦ B3 DLE-4D30 K6S 1 30 440 39,3 3 TỦ C DLE-4D15 K6S 1 15 440 19,7 3 CHƯƠNG XI: KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG Tính toán chiếu sáng: Ở chương này phần tính toán chiếu sáng cũng như lựa chọn số lượng đèn riêng cho từng khu vực chiếu sáng cụ thể đã được tính toán sơ bộ ở chương 1.Vì vậy ở phần tính toán chiếu sáng sẽ không được trình bày cụ thể từng phần riêng biệt cho từng khu vực.Mà việc tính toán sẽ được nêu ra dưới dạng công thức chung,và kết quả được ghi ra theo bảng.Tuy nhiên, do đối tượng cần chiếu sáng của trường đại học khá đa dạng (phòng hoc, phòng thực hành, phòng thi nghiệm,văn phòng….) nên việc lựa chọn một số thông số cho việc tính toán có thể thay đổi theo để dảm bảo sự chính sát và phù hợp cho việc tính toán. Dưới đây là một số thông số và công thức cho việc tính toán: Trong đó: F: Quang thông của mỗi đèn ( 3100 lumen). E: Độ rọi (lux). K: hệ số dự trữ n : Số đèn ksd : Hệ số sử dụng. Z: hệ sổ tính toán. (0,8¸1,4) S: Diện tích phòng học Hệ số dự trữ: K = 1,3 Hệ số phản xạ: Trần nhà: rtr= 50% Tường: rtg= 30% Hệ số sử dụng: Ksd Công thức được sử dụng là: Bảng tra E (độ rọi), Ksd, chỉ số phòng STT Đối tượng chiếu sáng Độ rọi E (lx) ksd Chỉ số phòng I 1 Phòng học 150 0,61 2,0 2 Văn phòng 200 0,52 1,75 3 Phòng thí nghiệm 250 0,32 0,6 4 Xưởng thực tập 250 0,64 2,5 Bảng kết quả: STT Đối tượng chiếu sáng Công suất (W) Số phòng Số lượng đèn/phòng 1 Khu A1 Văn phòng 500 8 6 x 80W Phòng học 450 18 6 x 80W 2 Khu A2 Xưởng thực tập 1000 4 12 x 80W Phòng thí nghiệm 500 8 6 x 80W Phòng học 450 12 6 x 80W 3 Khu A3, A4 Phòng học 450 48 6 x 80W 4 Khu B1 Văn phòng 600 6 8 x 80W Phòng học 450 24 6 x 80W 5 Khu B2 Văn phòng 1000 18 12 x 80W 6 Khu B3 Văn phòng 1000 6 12 x 80W Phòng học 750 24 10 x 80W 7 Nhà ăn 3600 1 45 x 80W 8 Nhà xe GV 2000 1 25 x80W SVHS 3000 1 38 x80W 9 Bảo vệ 2000 1 20 x 100W Chiếu sáng sự cố Ngoài chiếu sáng làm việc là chiếu sáng chính, trong một số trường hợp cần phải dùng chiếu sáng sự cố, mục đích của chiếu sáng sự cố là để tiếp tục các chế độ sinh hoạt làm việc khi có một nguyên nhân nào đó, sự chiếu sáng làm việc gián đoạn gây mất bình thường trong công tác, sinh hoạt, thậm chí có thể gây ra sự cố nguy hiểm…..nên dùng đèn nung sáng để chiếu sáng sự cố cần đảm bảo sao cho độ rọi trên bề mặt làm việckhông được bé hơn 10 % tiêu chuẩn định mức trong trường hợp dùng cho chiếu sáng làm việc trên cùng bề mặt đó, chiếu sáng sự cố để phân tán người ta nên bố trí ở những nơi: Trong các phòng thường xuyên có người, nếu mất ánh sáng làm việc sẽ gây ra nguy hiểm bị tối, hoặc người không thoát ra được ngoài một cách nhanh chóng. • ở các hành lang câu thang dùng để thoát người của các phòng sản xuất khi có số lượng đi qua từ 50 người trở lên. • Trong các phòng khác đồng thời có một lúc từ 100 người trở lên, với các loại phòng này ở các lối ra vào phải có tín hiệu chỉ dẫn đường đi. • Trong các nhà trẻ vườn trẻ. • Cầu thang của những nhà cao hơn 5 tầng. Độ rọi của chiếu sáng sự cố khi thoát người ở hàng lang, cầu thang không được nhỏ hơn 0,3 lux, ở các lối đi bên ngoài nhà không được nhỏ hơn 0,2 lux, các kiểu đèn dùng cho chiếu sáng sự cố cần khác với các kiểu đèn dùng cho chiếu sáng chung, vì kích thước hoặc phải có dấu hiệu đặc biệt. Trong thực tế đèn chiếu sáng sự cố nên bố trí xen kẽ với hệ thống đèn chiếu sáng chung, hoặc ngoài đèn chiếu sáng chung đặc thêm các đèn phụ dùng để chiếu sáng sự cố. Phương án cấp nguồn VDC – bố trí đèn: Phương án cấp nguồn Nguồn dự trữ được sử dụng cho chiếu sáng sự cố là nguồn dc (acquy) đặt ở từng tầng. Acquy được sử dùng có công suất 100A -12V Phương án bố trí đèn Đèn sự cố đặt ở cửa ra từng phòng,hành lang lối đi,cầu thang bộ. DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Phụ lục: Giáo trình cung cấp điện ( Ngô Hồng Quang). PL2. Trị số trung bình knc và cosj của các phân xưởng . PL6. Những thông số cơ bản của máy biến áp phân phối hai cấp điện áp phục vụ cho tính toán (do CTTBĐ Đông Anh chế tạo). PL7. Thông số kỹ thuật các tủ hợp bộ 7,2 đến 24KV dùng cho trạm biến áp phân phối do Simens chế tạo. PL14. Áptomat từ 5 đến 225A do LG chế tạo. PL 18. Điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện của Áptomat, mW. PL19. Điện trở tiếp xúc của cầu dao và áptomat, mW. PL 21. Cáp hạ áp hai lõi đồng cách điện PVC, loại nữa mềm đặt cố định, ký hiệu CVV do CADIVI chế tạo. PL 22. Cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nữa mềm đặt cố định, ký hiệu CVV do CADIVI chế tạo. PL 24. Cảm kháng của đường dây trên không dây dẫn đồng và nhôm, x0 (W/km). PL 29. Điện trở và điện kháng của thanh cái chữ nhật. PL 33. Tụ điện bù cosj điện áp 220V do DAE YEONG chế tạo. PL34. Tụ điện bù cosj điện áp 380V đến 440do DAE YEONG chế tạo. Sơ đồ: Mặt bằng trường học Ngắn mạch các khu nhà Hình: Mặt bằng trạm biến áp Tâm vòng tròn phụ tải TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1997. Ngô Hồng Quang, Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục, 2005. Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khuê, Cung Cấp Điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006 Quyền Huy Ánh, Giáo trình an toàn điện, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2007. Các website: www.ebook.edu.vn; www.webdien.com; www.spkt.net. Các tài liệu có liên quan. MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SỞ BỘ VỀ ĐỊA ĐIỂM THIẾT KẾ 1. Sơ đồ mặt bằng 1 2. Danh mục phụ tải 1 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1. Nhà A1 3 2. Nhà A2 3 3. Nhà A3,A4 5 4. Nhà B1 5 5. Nhà B2 6 6. Nhà B3 6 7. Nhà ăn 7 8. Nhà giữ xe 8 CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG 1. Chọn máy biến áp 10 2. Tâm vòng tròn phụ tải 11 CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN 1 . chọn máy biến áp 14 2. Van chống sét 14 3. Máy cắt 14 4. CB tổng 16 5. Thanh cái 16 6. Chọn CB cho các tủ điện trong khu nhà 16 7. Dây dẫn trong hệ thống điện 19 CHƯƠNG V: KIỂM TRA NGẮN MẠCH CHO HỆ THỐNG 1. Khu nhà A1 27 2. Khu nhà A2 28 3. Khu nhà A3 28 4. Khu nhà A4 29 5. Khu nhà B1 30 6. Khu nhà B2 30 7. Khu nhà B3 31 8. Khu nhà C 32 CHƯƠNG VI: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG 1. Tổn thất công suất trên đường dây 34 2. Tổn thất công suất trên máy biến áp 43 CHƯƠNG VII: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 1. Chống sét 45 2. Nối đất 46 CHƯƠNG VIII: TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 1 . Tính toán tụ bù tại thanh cái 52 2. Tính toán tụ bù cho các khu nhà 52 CHƯƠNG IX: KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG 1. Tính toán chiếu sáng 55 2. Chiếu sáng sự cố 57 3. Phương án cung cấp điện 57 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59