Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà 17 tầng

/PVC/PVC (2x16)mm2 3.2. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của căn hộ C1A (B3.2). Tính toán tương tự như với căn hộ C1 (B3.1) ta có. Bảng tính chọn Aptomat của căn hộ: Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Bình nóng lạnh MCB 1P-20A 20 230 4,5 Điều hoà 9000BTU/h MCB 1P-16A 16 230 4,5 Căn hộ C1A (B3.2) MCB 2P-63A 63 230 6 Bảng tính chọn cáp điện của căn hộ: Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Bình nóng lạnh Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Điều hoà 9000BTU/h Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Căn hộ C1A (B3.2) Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 3.3. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của căn hộ C2 (B3.3). Tính toán tương tự như với căn hộ C1 (B3.1) ta có. Bảng tính chọn Aptomat của căn hộ: Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Bình nóng lạnh MCB 1P-20A 20 230 4,5 Điều hoà 9000BTU/h MCB 1P-16A 16 230 4,5 Căn hộ C2 (B3.3) MCB 2P-63A 63 230 6 Bảng tính chọn cáp điện của căn hộ: Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Bình nóng lạnh Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Điều hoà 9000BTU/h Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Căn hộ C2 (B3.3) Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 3.4. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của căn hộ C2A (B3.4). Tính toán tương tự như với căn hộ C1 (B3.1) ta có. Bảng tính chọn Aptomat của căn hộ: Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A(V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Bình nóng lạnh MCB 1P-20A 20 230 4,5 Điều hoà 9000BTU/h MCB 1P-16A 16 230 4,5 Căn hộ C2A (B3.4) MCB 2P-63A 63 230 6 Bảng tính chọn cáp điện của căn hộ: Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Bình nóng lạnh Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Điều hoà 9000BTU/h Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Căn hộ C2A (B3.4) Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 3.5. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của căn hộ C3 (B3.5). Tính toán tương tự như với căn hộ C1 (B3.1) ta có. Bảng tính chọn Aptomat của căn hộ: Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A(V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Bình nóng lạnh MCB 1P-20A 20 230 4,5 Điều hoà 9000BTU/h MCB 1P-16A 16 230 4,5 Căn hộ C3 (B3.5) MCB 2P-63A 63 230 6 Bảng tính chọn cáp điện của căn hộ: Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Bình nóng lạnh Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Điều hoà 9000BTU/h Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Căn hộ C3 (B3.5) Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 3.6. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tầng 3. Công suất tính toán của tầng 3. PTT B3 = 51,548 (kw) Dòng điện tính toán. ITT = = = 97,9 (A) Lựa chọn aptomat loại MCCB -3P với các thông số kỹ thuật chế tạo theo tiêu chuẩn IEC60898: Điện áp định mức: Uđm A = 600 (V) ≥ Uđm LĐ = 380 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 125 (A) ≥ ITT = 97,9 (A) Dòng cắt định mức: IcđmA = 36 (kA) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 97,9 (A) Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x50)mm2 có Icp = 164 A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 50 9 1,8 1,9 29 164 0,387 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 164 ≥ = 104,2 164 ≥ 104,2 Þ Thoả mãn điều kiện. 4. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tầng 4 đến tầng 17. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tầng 4 đến tầng 17 đơn nguyên A tương tự tầng 3. Aptomat loại MCCB -3P -125A do .. Cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x50)mm2 có Icp = 164 A do CADIVI chế tạo. 5. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tầng 1. Tủ điện B1.2 cấp điện khu dịch vụ. Tính toán tương tự như căn hộ C1 (B3.1) ta có: Công suất tính toán của tủ điện. PTT B1.2 = 7,66 (kw) Dòng điện tính toán. ITT = = = 43,5 (A) Lựa chọn aptomat MCB 2P -50A với các thông số kỹ thuật chế tạo theo tiêu chuẩn IEC60898: Điện áp định mức: Uđm A = 230 (V) ≥ Uđm LĐ = 220 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 50 (A) ≥ ITT = 43,5 (A) Dòng cắt định mức: IcđmA = 6 (kA) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 43,5 (A) Chọn cáp hạ áp hai lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 có Icp = 83A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 16 5,1 1,5 1,5 19,4 83 1,15 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 83 ≥ = 41,67 83 ≥ 41,67 Þ Thoả mãn điều kiện. Bảng tính chọn Aptomat của tủ điện B1.2 cấp điện khu dịch vụ. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tủ điện B1.2 MCB 2P-50A 50 230 6 Bảng tính chọn cáp của tủ điện B1.2 cấp điện khu dịch vụ. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tủ điện B1.2 Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 6. Tủ điện điều hoà trung tâm BDH1 cấp điện khu dịch vụ tầng 1 (để đầu chờ): Công suất đặt của điều hoà: PĐ.ĐH1 = 76 (kw) Dòng điện tính toán. ITT = = = 144,34 (A) Lựa chọn aptomat loại MCCB ABH 203a 200FA 3P do LG chế tạo với các thông số: Điện áp định mức: Uđm A = 600 (V) ≥ Uđm LĐ = 380 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 200 (A) ≥ ITT = 152,42 (A) Dòng điện cắt: IcđmA = 25 (kA) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 144,34 (A) Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x70)mm2 có Icp = 201 A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 70 10,7 1,9 1,9 33 201 0,268 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 201 ≥ = 166,67 201 ≥ 166,67 Þ Thoả mãn điều kiện 7. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tầng 2. 7.1. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tủ điện B2.1. Tính toán tương tự như căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tủ điện B2.1. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tủ điện B2.1 MCB 2P-25A 25 230 4,5 Bảng tính chọn cáp của tủ điện B2.1. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tủ điện B2.1 Cu/PVC/PVC (2x4)mm2 7.2. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tủ điện B2.2. Tính toán tương tự như căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tủ điện B2.1. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tủ điện B2.2 MCB 2P-50A 50 230 6 Bảng tính chọn cáp của tủ điện B2.1. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tủ điện B2.2 Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 7.3. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tủ điện B2. Tính toán tương tự tầng 3 ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tủ điện B2. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Tủ điện B2 3P LG 63 250 4,5 Bảng tính chọn cáp của tủ điện B2. Thiết bị Loại cáp Tủ điện B2 Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 8. Tủ điện điều hoà trung tâm BDH2 cấp điện khu dịch vụ tầng 2 (để đầu chờ): Tương tự tủ điện điều hoà trung tâm BDH1 cấp điện khu dịch vụ tầng 1 ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tủ điện BDH2 . Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Tủ điện BDH2. ABH 203a 200FA 3P 200 600 25 Bảng tính chọn cáp của tủ điện BDH2 . Thiết bị Loại cáp Tủ điện BDH2 Cu/PVC/PVC (4x70)mm2 III. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN CHO TỦ ĐIỆN SỰ CỐ (TSC) (ĐƠN NGUYÊN A). 1. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tầng hầm. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tầng hầm. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tầng hầm BH MCB 2P-50A 50 230 6 Bảng tính chọn cáp của tầng hầm. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tầng hầm BH Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 2. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tầng 1. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tầng 1. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tủ điện B1.1 MCB 1P-25A 25 230 4,5 Bảng tính chọn cáp của tầng 1. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tủ điện B1.1 Cu/PVC/PVC (2x6)mm2 3. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tầng 2. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tầng 2. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Bảng tính chọn cáp của tầng 2. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 4. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của sảnh chung cư, phòng kỹ thuật, cầu thang và đèn sự cố, exit của tổng tầng 1 và tầng 2. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tổng tầng 1, tầng 2. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Tổng tầng 1, tầng 2 MCB 2P-32A 32 230 4,5 Bảng tính chọn cáp của tổng tầng 1, tầng 2. Thiết bị Loại cáp Tổng tầng 1, tầng 2 Cu/PVC/PVC (2x6)mm2 5. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tầng kỹ thuật. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tầng kỹ thuật. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Ổ cắm MCB 1P-16A 16 230 4,5 Tủ điện BKT MCB 2P-50A 50 230 6 Bảng tính chọn cáp của tầng kỹ thuật. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Ổ cắm Cu/PVC/PVC (2x2,5)mm2 Tủ điện BKT Cu/PVC/PVC (2x16)mm2 6. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của phụ tải điện chiếu sáng của sảnh chung cư, phòng kỹ thuật, cầu thang và đèn sự cố, exit từ tầng 3 (tầng 4 đến tầng 17 tương tự). Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 4,5 Bảng tính chọn cáp. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 7. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tầng tầng mái. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat của tầng mái. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Chiếu sáng MCB 1P-10A 10 230 6 Tủ điện B18 MCB 2P-25A 25 230 6 Bảng tính chọn cáp của tầng mái. Thiết bị Loại cáp Chiếu sáng Cu/PVC/PVC (2x1,5)mm2 Tủ điện B18 Cu/PVC/PVC (2x6)mm2 8. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện sảnh chung cư, phòng kỹ thuật, cầu thang và đèn sự cố, exit của trục tầng 3 đến tầng mái. Tính toán tương tự căn hộ C1 (B3.1) ta có: Bảng tính chọn Aptomat. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Từ trục tầng 3 đến tầng mái 3P 63 250 4,5 Bảng tính chọn cáp điện. Thiết bị Loại cáp Từ trục tầng 3 đến tầng mái Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 9. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của máy bơm sinh hoạt (TĐB1, TĐB2) và máy bơm cứu hoả (TĐB2). · Tủ điện bơm nước sinh hoạt TĐB1, (Tủ điện bơm TĐB2 tương tự). Công suất đặt cho bơm nước sinh hoạt cho toà nhà là: PĐ. TĐB1 = 11kw Dòng điện tính toán. ITT = = = 50,2 (A) Trong đó: Hệ số không tải của máy bơm α = 2,5 Hệ số mở máy của máy bơm Kt = 6 Lựa chọn aptomat loại MCCB ABH 103a 75FA 3P do LG chế tạo với các thông số: Điện áp định mức: Uđm A = 600 (V) ≥ Uđm LĐ = 380 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 75 (A) ≥ ITT = 50,02 (A) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 50,02(A) Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 có Icp = 83 A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 16 5,10 1,5 1,5 19,4 83 1,15 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 83 ≥ = 62,5 83 ≥ 62,5 Þ Thoả mãn điều kiện · Tủ điện bơm nước cứu hoả TĐB3. Tính toán tủ điện bơm nước cứu hoả (TĐB3) tương tự như với tủ bơm nước sinh hoạt. Lựa chọn aptomat loại MCCB ABH 103a 75FA 3P do LG chế tạo. Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 có Icp = 83 A do CADIVI chế tạo. Bảng tính chọn Aptomat bơm. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Tủ điện bơm sinh hoạt ABH 103a – 3P 75 600 4,5 Tủ điện bơm cứu hoả ABH 103a – 3P 75 600 4,5 Bảng tính chọn cáp điện của bơm. Thiết bị Loại cáp Tủ điện bơm sinh hoạt Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 Tủ điện bơm cứu hoả Cu/PVC/PVC (4x16)mm2 10. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của thang máy. · Tủ điện thang máy EV1 (TM1). Công suất đặt cho thang máy EV1 (TM1) là: PĐ. TM1 = 15kw Dòng điện tính toán. ITT = = = 107 (A) Trong đó: Hệ số không tải của thang máy α = 2,5 Hệ số mở máy của thang máy Kt = 6 Lựa chọn aptomat loại MCCB ABH 203a 125FA 3P do LG chế tạo với các thông số: Điện áp định mức: Uđm A = 600 (V) ≥ Uđm LĐ = 380 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 125 (A) ≥ ITT = 107 (A) Dòng điện cắt: IcđmA = 25 (kA) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 107(A) Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x50)mm2 có Icp = 164 A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 50 9 1,8 1,9 29 164 0,387 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 164 ≥ = 104,2 164 ≥ 104,2 Þ Thoả mãn điều kiện · Tủ điện thang máy EV2 (TM2). Tính toán tủ điện thang máy EV2 (TM2) tính toán tương tự như với tủ điện thang máy EV1 (TM1). Bảng tính chọn Aptomat của thang máy. Aptomat Loại Iđm A (A) Uđm A (V) Icđm A (kA) Thang máy EV1 (TM1) ABH 203a 125FA - 3P 125 600 25 Thang máy EV2 (TM2) ABH 203a 125FA - 3P 125 600 25 Bảng tính chọn cáp điện thang máy. Thiết bị Loại cáp Thang máy EV1 (TM1) Cu/PVC/PVC (4x50)mm2 Thang máy EV2 (TM2) Cu/PVC/PVC (4x50)mm2 11. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra Aptomat, dây và cáp điện của tụ điện sự cố TSC. Công suất tính toán của tủ điện sự cố TSC. PTT TSC = 80,256 (KW) Dòng điện tính toán. ITT = = = 152,42 (A) Với hệ số phát triển: Kpt = 1,1÷1,2 Lựa chọn aptomat loại MCCB ABH 203a 200FA 3P do LG chế tạo với các thông số: Điện áp định mức: Uđm A = 600 (V) ≥ Uđm LĐ = 380 (V) Dòng điện định mức: Iđm A = 200 (A) ≥ ITT = 152,42 (A) Dòng điện cắt: IcđmA = 25 (kA) Lựa chọn dây dẫn và cáp. K1 x K2 x Icp ≥ ITT Icp ≥ = = 152,42(A) Chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định Cu/PVC/PVC (4x70)mm2 có Icp = 201 A do CADIVI chế tạo. Thông số kỹ thuật của cáp cho trong bảng sau: Tiết diện định mức (mm2 Đường kính dây dẫn (mm) Chiều dày cách điện (mm) Chiều dày vỏ bọc PVC (mm) Đường kính tổng thể (mm) Dòng cho phép (A) Điện trở dây dẫn ở 200C (Ω/km) 70 10,7 1,9 1,9 33 201 0,268 Kiểm tra sự kết hợp giữa cáp và Aptomat. K1 x K2 x Icp ≥ 1 x 1 x 201 ≥ = 166,7 201 ≥ 166,7 Þ Thoả mãn điều kiện IV. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG CHO TOÀ NHÀ. Theo phương án thiết kế của toà nhà thì khi xảy ra sự cố mất điện lưới thì phải có nguồn điện dự phòng (máy phát điện dự phòng) để cấp điện cho tầng hầm, sảnh, hành lang, cầu thang, phòng kỹ thuật tầng 1, tầng 2, tầng 3 đến tầng 17 và cấp điện cho toàn bộ tầng kỹ thuật, tầng mái, cho máy bơm, thang máy. Khi mất điện lưới thông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động ATS sẽ cấp điện cho hai tủ điện sự cố (TSC) của hai đơn nguyên từ máy phát điện dự phòng. Công suất tính toán của nguồn dự phòng. PTT DP = 2xPTT TSC = 2x80,256 = 160,512 (kW) Công suất biểu kiến của nguồn dự phòng. SDP = = 200,64 (KVA) Do vậy ta chọn hai máy phát dự phòng DENYO DCA-125KVA do DENYO Nhật bản sản xuất Thông số của máy phát điện dự phòng: Thông số kỹ thuật của máy phát. Model: DAC-125SF 2. Động cơ: 1. Đầu phát điện: - Loại động cơ: KOMATS - Tần số: 50 HZ - Model: SA6D102E- - Công suất liên tục: 100KVA - Công suất: 97,8KW - Công suất dự phòng: 110KVA - Số xi lanh: 6 - Số pha: 3 pha 4 dây - Dung tích xi lanh: 5,880 - Điện áp: 220-380 (V) - Hệ thống khởi động: Điện - Hệ số công suất: 0,8 - Nhiên liệu: Diesel - Độ ổn định điện áp: ±0,5 - Mức tiêu hao nhiên liệu 75% tải 15,5 L/h - Kích từ: Kích từ quay không chổi than - Dung tích dầu bôi trơn: 22L/h - Cấp cách điện: Cấp F - Dung tích nước làm mát: 23,9L 3. Kích thước - Trọng lượng - Ắc quy X dung lượng: 94D41RX V-Ah - Dài: 3000mm - Dung tích bình nhiên liệu: 250L - Rộng: 1080mm - Cao: 1500mm - Trọng lượng: 2120 kg 4. Độ ồn - Độ ồn cách 7m: 63dB(A) PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI. I. GIỚI THIỆU VÀ LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP PHÂN PHỐI. Trạm biến áp phân phối còn gọi là trạm biến áp khách hàng co nhiệm vụ biến đổi điện áp trung áp xuống dưới 0,4 kV để cấp điện cho các hộ tiêu thụ là những khách hàng của nghành điện. Có 3 kiểu kết cấu xay dựng trạm biến áp phân phối: 1. Trạm treo: Là kiểu trạm mà tất cả các thiết bị điện cao hạ áp và cả máy biến áp đều đươc đặt trên cột. Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, xây lắp nhanh, ít tốn đất. Nhược điểm: Kém mỹ quan và không an toàn. 2. Trạm bệt: Với kiểu trạm này, thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp đặt trên cột, máy biến áp đặt dưới đất và tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà xây mái bằng,xung quanh có nhà xây, trạm có cổng bảo vệ. Kiểu trạm bệt rất tiện lợi cho điều kiện nông thôn. 3. Trạm xây (Trạm kín): Trạm xây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao, hạ áp và máy biến áp đều được đặt trong nhà mái bằng. Trạm biến áp là nguồn điện để cung cấp điện cho toàn tòa nhà do vậy việc lựa chọn và sử dụng máy biến áp là rất quan trọng đối với công trình. Việc lựa chọn máy biến áp sẽ ảnh hưởng tới độ tin cậy cấp điện cho toàn công trình. Trong công trình này có đủ diện tích để xây dựng trạm biến áp xây, máy biến áp được đặt trong nhà do vậy cần đảm bảo an toàn chống cháy nổ. Ở công trình này ta lựa chọn sử dụng máy biến áp khô, làm mát bằng không khí nhờ hệ thống quạt thông gió để cấp điện cho toàn công trình. 4. Ưu điểm của máy biến áp khô. MBA khô sử dụng không khí là chất làm mát nên nó có rất nhiều ưu điểm: 1. Chống cháy: Máy biến áp khô có cuộn dây đúc bằng nhựa epoxy với đặc tính không bắt lửa, tự dập tắt lửa và chống cháy do tia lửa điện. 2. Chịu được lực ngắn mạch lớn: Cuộn dây được đúc nhựa Epoxy có sức bền cơ và điện rất cao kết hợp với kết cấu máy vững chắc chịu đựng được lực do ngắn mạch gây ra, do va chạm bề ngoài và các rung động khác thường. 3. Chống ẩm tốt: Cuộn dây đúc nhựa Epoxy làm tăng sức bền cách điện và không làm giảm tính cách điện do hơi ẩm gây ra và những phản ứng làm lão hóa vật liệu cách điện, ngay cả sau một thời gian dài không bảo dưỡng. 4. Kích thước gọn: Kiểu dáng nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ được thể hiện qua mẫu thiết kế, qua hình dáng của cuộn dây và được đúc nhựa Epoxy dưới môi trường chân không và vật liệu cách điện tốt. 5. Tổn thất ngắn mạch thấp, độ ồn thấp: Tổn thất ngắn mạch thấp, độ ồn thấp được thể hiện bằng việc sử dụng tôn silic ít tổn thất và vật liệu cách điện tốt. 6. Khả năng chịu quá tải cao: Cuộn dây đúc nhựa epoxy có hệ số thời gian gia nhiệt cao vì thế có thể chịu được quá tải cao. 7. Bảo dưỡng dễ dàng: Không cần kiểm tra mức dầu cũng như thử nghiệm mẫu dầu,máy biến áp khô không cần phải bảo dưỡng định kỳ như máy biến áp dầu. Tuy nhiên máy biến áp khô cần được lắp đặt ở những nơi sạch sẽ và ít bụi bẩn. 8. Môi trường an toàn: Sử dụng máy biến áp khô rất an toàn, khi có sự cố ít khi gây cháy nổ, thích hợp cho những khu vực có yêu cầu nghiêm ngặt về chống cháy nổ. Khi sử dụng máy biến áp khô, không có hiện tượng phát sinh dầu hay khí độc vào khí quyển. 9. Phạm vi sử dụng: Máy biến áp khô phù hợp với những nơi lắp đặt như sau: + Trong các tòa nhà cao tầng, chung cư cao cấp, trường học, bệnh viện, khu dân cư đông đúc. + Trong các đường hầm + Trong các nhà máy đòi hỏi độ an toàn, vệ sinh cao như: nhà máy chế biến thực phẩm, hóa dầu,... + Trên tàu, các giàn khai thác ngoài khơi xa, nơi có yêu cầu chống cháy nổ cực kỳ nghiêm ngặt + Cảng hàng không + Trên khu cầu trục - MÁY BIẾN ÁP KHÔ SAMIL 1500KVA. Máy biến áp khô SAMIL 1500KVA Loại máy biến áp: Máy biến áp 3 pha / Xuất xứ: Hàn Quốc / Hãng sản xuất: SAMIL / Công suất(KVA): 1500 / Công nghệ: Lõi tôn xếp / Tần số: 50 Hz II. THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP. Trong công trình này chúng ta thiết kế trạm BAPP kiểu trạm xây, vị trí đặt trạm biến áp cách toà nhà khoảng 30m và cách nguồn chính ( Trạm biến áp khu vực 110/22KV) 5km. 1. Chọn máy biến áp. Vị trí trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu sau: - An toàn - Gần phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến - Thao tác vận hành, quản lý dễ dàng - Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hang năm thấp Số lượng và công suất máy biến áp được thực hiện theo tiêu chuẩn kinh tể kỹ thuật. - Đảm bảo liên tục an toàn cung cấp điện - Vốn đầu tư bé nhất, số lượng biến áp đặt trong trạm biến áp phải ít nhất. Bên cạnh đó cần phải xem xét them về giá trị đầu tư cho 1KVA trong điều kiện kỹ thuật tương đương. Việc giảm số lượng máy biến áp trong trạm biến áp là đơn giản hoá sơ đồ điện, tiết kiệm thiết bị đóng cắt, dụng cụ đo lường và thiết bị bảo vệ Rowle, đồng thời từ đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Công suất của máy biến áp được chọn theo điều kiện sau: - Với trạm 1 máy biến áp: SđmB ≥ Stt - Với trạm có n máy biến áp: n.SđmB ≥ Stt Trong đó: SđmB: Công suất máy biến áp đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (KVA) Stt: Công suất tính toán mà trạm cần truyền (KVA) Công suất tính toán của cả toà nhà (Đơn nguyên A, đơn nguyên B) là: PTT.TN = 2x P TT.ĐNA = 2x551,464 = 1102,928 (KW) Công suất biểu kiến tính toán của toà nhà: STT = = 1378 (KVA) Chọn máy biến áp SBA > STT = 1378 (KVA), ta có các phương án chọn máy biến áp sau. 1.1. Phương án 1: Máy biến áp trạm hai máy. Khi đó máy được chọn theo công thức: Vậy ta chọn 2 máy biến áp có dung lượng 2x750 KVA - 22/0,4 KV của VN do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuât. Do công suât của máy không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường. Kiểm tra sự cố của 2 máy biến áp khi mất một máy, máy còn lại phải chịu quá tải 1,4 lần: Vậy khi sự cố số % phụ tải cần cấp là: Do đó khi sự cố ta chỉ cần cắt 23,8% phụ tải không quan trọng là hợp lý. Thông số của máy biến áp 2x750 KVA - 22/0,4 KV như sau: Sđm (KVA) Uđm (KV) (W) (W) io (%) UN (%) Trọng lượng (kg) Kích thước (mm) Dài Rộng Cao 750 22/0,4 1220 6680 1,4 4,5 3360 1830 1080 2060 · Tính toán tổn thất điện năng. Từ các thông số của máy biến áp chúng ta tính được: Tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp là: Trong đó: Spt: Là trị số phụ tải toàn phần (thường lấy bằng phụ tải tính toán Stt). Vậy tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp là: Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp là: Tổn thất điện năng trong máy biến áp trong trạm 2 máy: Giả sử thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5000 (h), với Cosj = 0,8 tra trong bảng 4-1 trang 49 - Hệ thống cung cấp điện ta tìm được thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất t = 3650 (h). t: Thời gian vận hành thực tế của trạm biến áp, h. Bình thường máy biến áp được đóng điện suốt 1 năm nên lấy t = 8760 (h). Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp trong trạm 2 máy: 1.2. Phương án 2: Máy biến áp trạm một máy. Ta sử dụng máy biến áp có: SBA > STT. Vậy ta chọn dùng máy biến áp 1500KVA - 22/0,4 KV của VN do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuât. Do công suât của máy không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường. Thông số của máy biến áp 1500KVA - 22/0,4 KV như sau: Sđm (KVA) Uđm (KV) (W) (W) io (%) UN (%) Trọng lượng (kg) Kích thước (mm) Dài Rộng Cao 1500 22/0,4 2100 15700 1 5,5 5320 2350 1810 2470 · Tính toán tổn thất điện năng. Từ các thông số của máy biến áp chúng ta tính được: Tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp là: Trong đó: Spt: Là trị số phụ tải toàn phần (thường lấy bằng phụ tải tính toán Stt). Vậy tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp là: Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp là: Tổn thất điện năng trong máy biến áp trong trạm 1 máy: Giả sử thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5000 (h), với Cosj = 0,8 tra trong bảng 4-1 trang 49 - Hệ thống cung cấp điện ta tìm được thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất t = 3650 (h). t: Thời gian vận hành thực tế của trạm biến áp, h. Bình thường máy biến áp được đóng điện suốt 1 năm nên lấy t = 8760 (h). Vậy tổn thất điện năng trong máy biến áp trong trạm 1 máy: 1.3. So sánh lựa chọn phương án. Từ tính toán trên ta thấy tổn thất điện năng phương án 2 lớn hơn phương án 1 là: Xét về vốn đầu tư: Thì phương án hai sẽ bớt được chi phí, . Do vậy trong đồ án này ta chọn phương án 2: Chọn trạm biến áp là trạm 1 máy với công suất 1500KVA - 22/0,4 KV của VN do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuât với các thông số đã nêu ở trên. 2. Tính toán ngắn mạch trung áp. Để tính ngắn mạch trung áp ta coi nguồn công suất cấp cho điểm ngắn mạch là công suất định mức của máy cắt đầu đường dây đặt tại trạm biến áp trung gian, lúc này ta có: · Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch trung áp. · Điện áp trung bình của lưới điện: Utb = 1,05xUdmLĐ = 1,05x22 = 23,1 (KV) · Công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn đặt tại trạm BATG cấp điện cho điểm ngắn mạch Scdm = 250 (MVA). ( Do ta có thể chọn Scdm = (200÷300) MVA). · Điện kháng hệ thống: (Ω) Giả sử trạm biến áp phân phối của toà nhà được cấp điện từ trạm biến áp trung gian bằng đường dây trên không AC-50 cách khoảng l = 5km, ta có. · Tổng trở 5 km đường dây AC-50: Với dây AC-50 tra bảng ta có: RD = 0,64 (Ω) và XD = 0,4 (Ω). (Ω) · Trị số dòng điện ngắn mạch 3 pha sau bộ cầu dao phụ tải - cầu chì trung áp: (KA) 3. Tính toán ngắn mạch hạ áp. Tính toán ngắn mạch hạ áp đã tính trong phần 1. Tính toán, lựa chọn và kiểm tra aptomat, dây và cáp điện của tủ điện tổng (TĐT). 4. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện cao áp. 4.1. Lựa họn chống sét van (CSV): Các đường dây trên không dù được bảo vệ chống sét hay không thì các thiết bị điện nối với chúng đều phải chịu tác động chủ sóng sét truyền từ đường dây đến. Biên độ của quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn điện áp cách điện của thiết bị điện dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hoại cách điện và mạng điện bị cắt ra. Vì vậy để bảo vệ các thiết bị điện trong trạm biến áp tránh sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét. Ta dùng chống sét van để bảo vệ trạm biến áp khu nhà cao tầng. Chống sét van sẽ hạ thấp biên độ sóng quá điện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần được bảo vệ ( cách điện của máy biến áp và các thiết bị điện khác). Chống sét van có cấu tạo bằng điện trở phi tuyến. Khi điện áp bằng điện áp định mức thì điện trở R = ∞, không cho dòng điện đi qua. Khi có điện áp sét đặt vào thì R Þ 0 và chống sét van tháo toàn bộ sóng sét xuống đất. Ta có: Dựa vào bảng PL 6.12 trang 416 hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng, ta chọn bộ chống sét van loại PBC - 35 do Liên Xô cũ chế tạo, có các thông số kỹ thuật sau: Loại Uđm (KV) Điện áp cho phép lớn nhất Umax (KV) Điện áp đánh thủng khi tần số 50Hz (kV) Điện áp đánh thủng Xung kích khi thời gian phóng điện 2-10s (kV) Khối lượng (kg) PBC-35 35 40,5 78 125 73 4.2. Lựa chọn và kiểm tra dao cắt phụ tải, cầu chì tự rơi: · Các điều kiện lựa chọn và kiểm tra dao cắt phụ tải, cầu chì tự rơi. Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (KV) Dòng điện định mức (A) Dòng điện ổn định động (KA) Dòng điện ổn định nhiết (KA) Dòng điện định mức cầu chì (A) Dòng điện cắt định mức của cầu chì (KA) Công suất cắt định mức của cầu chì (MVA) Trong đó: UđmLĐ: Điện áp định mức của lưới điện (KV); Icb: Dòng điện cưỡng bức nghĩa là dòng điện làm việc lớn nhất đi qua máy cắt; : Dòng điện ngắn mạch vô cùng và siêu quá độ, trong tính toán ngắn mạch lưới cung cấp điện, coi ngắn mạch là xa nguồn, các trị số này bằng nhau và bằng dòng ngắn mạch chu kỳ Ixk: Dòng điện ngắn mạch xung kích, là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch; S’’: Công suất ngắn mạch: tnh.dm: Thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng với Iodnh tqd: Thời gian quy đổi, xác định bằng cách tính toán và tra đồ thị. Trong tính toán thực tế lưới trung áp, người ta cho phép lấy tqd bằng thời gian tồn tại ngắn mạch, nghĩa là bằng thời gian ngắn mạch. · Dòng điện cưỡng bức: Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt chính là dòng điện định mức của máy biến áp với giả thiết không cho máy biến áp quá tải. (A) Chọn dùng dao cắt phụ tải của ABB kết hợp với bộ cầu chì rơi của CHANGE chế tạo có các thông số như sau. (Tra trong bảng PL 2.10, PL 2.11 trang 338-339 hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng). Thông số kỹ thuật của dao cắt phụ tải do ABB chế tạo. Loại dao cắt phụ tải Uđmm (KV) Iđm (A) INmax (KA) IN3s (KA) NPS24 B1/A1 24 400 40 10 Thông số kỹ thuật của cầu chì rơi của CHANGE chế tạo. Loại cầu chì ống Uđm (KV) Iđm (A) INmax (KA) Trọng lượng (kg) C710-211PB 27 100 8 8,07 · Kiểm tra lại dao cắt phụ tải, cầu chì tự rơi. Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (KV) Dòng điện định mức (A) Dòng điện ổn định động (KA) Dòng điện ổn định nhiết (KA) Dòng điện định mức cầu chì (A) Dòng điện cắt định mức của cầu chì (KA) Công suất cắt định mức của cầu chì (MVA) 5. Tính chọn và kiểm tra thiết bị hạ áp. 5.1. Chọn aptomat tổng bảo vệ phía hạ áp III. TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO TRẠM BIẾN ÁP. Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Các thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng là: + Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng điện. + Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%. + Đường dây trên không và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%. Do vậy tuỳ thuộc vào các thiết bị điện mà đối tượng dùng điện có thể tiêu thụ một lượng công suất phản kháng nhiều hay ít. Động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nhất. Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt nắng trong các máy dùng điện. Công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát điện và hộ dùng điện là một quá trình dao động. Để tránh truyền tải một lượng công suất phản kháng Q khá lớn trên đường dây và máy biến áp người ta đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, tăng hệ số công suất Cosj làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện. Nâng cao hệ số công suất tự nhiên bằng cách: + Thay các động cơ non tải bằng các động cơ có công suất nhỏ hơn. + Giảm điện áp đặt vào động cơ thường xuyên non tải. + Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải. + Thay động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ. Nếu tiến hành các biện pháp trên để giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số công suất của toà nhà vẫn chưa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp khác đặt thiết bị bù công suất phản kháng. 1. Xác định dung lượng bù. 1.1. Tính hệ số Cosjtb của toà nhà . Như đã tính toán ở phần trên, hệ số công suất Cosjtb của toà nhà là Cosj = 0,8 Công thức: Hệ số Cosj tối thiểu do nhà nước quy định từ: (0,85÷0,95), như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho toà nhà để nâng cao hệ số Cosj. 1.2. Tính dung lượng bù tổng của toà nhà . Công thức: Trong đó: tgj1: Tương ứng với hệ số Cosj1 trước khi bù. tgj2: Tương ứng với hệ số Cosj2 cần bù, ta bù đến Cosj2 đạt giá trị quy định không bị phạt từ (0,85÷0,95) ta bù đến Cosj2 = 0,9. Cosj1 = 0,8 ® tgj1 = 0,75 Cosj2 = 0,9 ® tgj2 = 0,484 ® Qbå = Ptt.(tgj1 - tgj2) = 1102,928.( 0,75 - 0,484) = 293,379 (KVAR) ® Qbå = 293,379 (KVAR) 2. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù. 2.1. Vị trí đặt thiết bị bù. Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổng thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng hộ tiêu thụ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành. Vì vậy việc đặt tụ bù tập trung hay phân tán là tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng, theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đ/KVAR) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị tổn thất điện năng qua máy biến áp. 2.2. Chọn thiết bị bù. Để bù công suất phản kháng cho toà nhà có thể dùng các thiết bị sau: · Máy bù đồng bộ: Có khả năng điều chỉnh trơn. Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra (có thể tiêu thụ công suất phản kháng). Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ. Giá thành cao. Lắp ráp, vận hành phức tạp. Gây tiếng ồn lớn. Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn. · Tụ điện: Tổn thất công suất tác dụng ít. Lắp đặt, vận hành đơn giản, ít bị sự cố. Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ. Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ. Giá thành rẻ. Công suất phản kháng phát râ theo bậc và không thể thay đổi được. Thời gian phục vụ, độ bền kém. Như phân tích ở trên thì thiết bị tụ bù được dùng để lắp đặt nâng cao hệ số công suất cho toà nhà. 3. Tính toán phân phối dung lượng bù: PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT I. HỆ THỐNG CHỐNG SÉT. 1. Hệ thống chống sét Sự cảm ứng quá điện áp, quá trình quá độ do bởi sét đánh, các hậu quả của đóng mạch điện, của sự số lưới điện... Hậu quả không mong muốn do sét đánh hoặc do quá điện áp thường gây ra những hậu quả thiệt hại về kinh tế và thiết bị kỹ thuật. Nên việc chống sét cho công trình là rất quan trọng và phải được tiến hành thiết kế, lắp đặt, kiểm tra một cách cận thận. Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và đất hay giữa các đám mây mang điện tích trái dấu. Các công trình về điện như đường dây, các trạm biến áp, trạm phân phối .. là những nơi dễ bị sét đánh, vì vậy phải có biện pháp bảo vệ chống sét để tránh cho các công trình bị sét đánh trực tiếp.             Có các loại sét khác nhau: sét đánh trực tiếp, sét đánh gián tiếp, sét cảm ứng.             - Sét đánh trực tiếp là sét đánh thẳng vào nhà cửa công trình hoặc đánh vào bồn nước kim loại hay trụ anten nằm trên công trình đó, đánh vào cây cối, đánh vào người đang di chuyển khi đang có dông .....Đây là loại sét nguy hiểm nhất vì nó có thể gây thiệt hại nặng nề cho công trình hoặc gây chết người.             - Sét đánh gián tiếp là sét đánh vào đường dây điện thoại, đường dây tải điện cao thế hoặc hạ thế ở một nơi nào đó rồi theo đường dây truyền vào công trình làm hư hỏng thiết bị điện đang sử dụng. Chúng ta thường thấy hiện tượng bóng đèn, điện thoại, TV, tủ lạnh .... bịcháy hoặc người đang gọi điện thoại bị điện giật mạnh sau một cơn dông sét tất cả là do ảnh hưởng của loại sét này.             - Sét cảm ứng bao gồm cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ. Sét cảm ứng tĩnh điện thường chỉ nguy hiểm cho các công trình có chứa chất dễ cháy nổ như xăng dầu, khí đốt do tác động của phóng điện thứ cấp còn sét cảm ứng điện từ chỉ nguy hiểm đối với các thiết bị hiện đại dùng các linh kiện điện tử nhạy với xung điện trong các công trình bưu điện, viễn thông, phát thanh truyền hình. Các biện pháp chống sét. 1.1 Giải pháp cổ điển (dùng kim thu sét cổ điển Franklin). Kim thu sét Franklin (Cọc thu lôi): Là một thanh kim loại có đầu nhọn dài khoảng 3m được lắp tại nơi cao nhất trong khu vực cần bảo vệ, nó hoạt động theo nguyên lý phóng điện điểm, nghĩa là trong điện trường khí quyển của dông bão, kim thu sét này sẽ liên tục nhả điện tích vào vùng không gian do đó quanh đầu kim thu sét sẽ có điện trường cục bộ mạnh so với các điểm xung quanh và hình thành một tia lửa điện mồi (dòng mồi) nên nó dễ dàng thu hút dòng sét tiên đạo từ mây đi xuống, dòng điện sét này sẽ truyền từ kim qua hệ thống dây dẫn để đi xuống đất và tản nhanh trong đất nhờ bãi tiếp địa tản sét.             Trong hệ thống cổ điển này, sét thường được nối xuống đất bằng các dây sắt. Các cọc thu sét cũng được nối ngang với nhau để tăng hiệu quả thoát sét. Chính hệ thống này làm cho toà nhà mất tính thẩm mỹ, gây nhiễu điện từ cho thiết bị điện tử và gây nguy hiểm cho những người đi gần đó khi có sét đánh. Kim thu sét cổ điển - Đầu thu đa điểm - HEX Cột thu lôi Kim thu sét DETAKOM 1.2. Các gải pháp hiện đại. Chống sét theo công nghệ phát tia tiên đạo sớm thu hút sét tới thiết bị chống sét: Theo công nghệ này của hãng INGESCO (Spain) kim thu sét có nhiệm vụ tạo một dòng ion đánh lên trước bất kỳ một bộ phận nào khác của toà nhà hay cấu trúc công trình. Khi có một dòng electron đang được đánh xuống, sẽ gây lên sự ion hoá các phần tử không khí để tạo nên một dòng đánh lên. Đây là một thiết bị chủ động, không sử dụng nguồn điện nào, không gây ra bất kỳ tiếng động, chỉ tác dụng trong vòng vài giây trước khi dòng sét thực sự đánh xuống. Nó có tác dụng liên tiếp trong thời gian dài. Nguyên lý này được trình bày như sau - Trong trường tĩnh điện, quả cầu nối đất qua trở kháng và do dạng hình học của nó, hiệu ứng Corona được cực tiểu hoá. - Trong trường điện động, tia tiên đạo sét đi xuống ghép điện dung với bề mặt của quả cầu. - Quả cầu phản ứng lại sự gia tăng điên trường bằng cách tăng điện thế do hằng số thời gian dài tạo kênh tĩnh trở kháng cao. - Khe phóng điện được hình thành do sự chênh lệch điện thế giữa quả cầu và kim nối đất ở giữa. - Năng lượng đã tích luỹ được giải phóng dưới dạng ion, tạo ra một đường dẫn tia tiên đạo đi lên phía trên chủ động dẫn sét. Một số hình ảnh của kim thu sét IONIFLASH 2. Thiết kế hệ thống chống sét. 2.1. Giới thiệu thiết bị thu sét tia tiên đạo bằng sáng chế Heslita – CNRS 2.1.1. Tiêu chuẩn của thiết bị thu sét Heslita – CNRS. Vùng bảo vệ của hệ thống chống sét Để chọn thiết bị thu sét ta cần tính toán một số tiêu chuẩn sau: Ta có công thức tiêu chuẩn sau: RP = Rp: Bán kính bảo vệ nằm ngang tính từ chân đặt đầu kim Pulsar (Công thức áp dụng với h > 5m). h: Chiều cao kim Pulsar tính từ đầu kim đến bề mặt được bảo vệ D: Bán kính đánh sét Bán kính bảo vệ của kim thu sét phát tia tiên đạo PULSAR phụ thuộc vào độ cao (h) của đầu kim so với mặt phẳng cần được bảo vệ. D = 20 m: Đối với mức bảo vệ cấp I D = 45 m: Đối với mức bảo vệ cấp II D = 60 m: Đối với mức bảo vệ cấp III ΔL = V . ΔT   ΔL: Độ dài tia tiên đạo PULSAR phát ra và được tính bằng mét (m). ΔT: Thời gian phát tia tiên đạo PULSAR và được tính bằng micro giây (ms) V: Vận tốc lan tuyền của tia tiên đạo trong khí quyển và được tính bằng mét trên micro giây (m/ms). Giá trị của V được tính toán, đo đạt theo thực nghiệm và được nêu trong tiêu chuẩn NF C 17-102, V = 106. - Nếu h< 5m thì dùng phương pháp đồ thị theo mục 2.2.3.3.a, b và c của tiêu chuẩn NF C 17-102 Bảng tra vùng bán kính bảo vệ Rp (m) của tia tiên đạo PULSAR. Cấp bảo vệ PULSAR 18 PULSAR 25 PULSAR 40 PULSAR 60 I II III I II III I II III I II III h (m) 2 14 19 22 19 25 28 28 35 38 36 45 47 3 21 29 33 28 38 42 41 52 51 53 66 72 4 28 38 44 38 50 57 53 69 76 71 87 97 5 35 49 55 48 63 71 68 86 95 89 108 118 6 35 49 56 48 64 72 69 87 96 89 108 118 8 36 51 58 49 65 73 69 87 97 89 109 119 10 37 52 60 49 66 75 69 88 98 89 110 120 15 38 55 64 50 69 78 70 90 100 90 111 122 20 38 58 67 50 71 81 70 92 102 90 112 124 45 38 69 77 50 75 89 70 96 109 90 115 129 60 30 69 78 50 75 90 70 95 110 90 115 130 2.1.2. Nguyên lý làm việc của đầu kim thu sét Pulsar. Ta chọn đầu kim thu sét Pulsar 18 để bảo vệ chống sét cho toà nhà Cấu tạo của kim thu sét Pulsar 18 Cấu tạo kim sét Pulsar 18 1. Đầu kim dài 75 cm, đường kính dài 18mm. 2. Đĩa kim loại với nhiều đường kính và độ dầy khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu kim thu sét Pulsar 3. Bầu hình trụ chúa thiết bị phát tia tiên đạo tạo đường dẫn sét chủ động 4. Đường kính phía ngoài ống Pulsar 300mm 5. Kẹp nối dây để đưa dây dẫn sét xuồng đất. 3. Thiết kế hệ thống chống sét cho toà nhà cao 17 tầng. Chống sét cho mỗi khối nhà cao 17 tầng. Kỹ thuật mới xây bằng hệ thống dùng thiết bị thu sét tia tiên đạo bằng sáng chế Hélita - CNRS. Sử dụng công nghệ hiện đại phát ra xung điện thế cao về phía trên liên tục chủ động dẫn sét (tức là tạo ra tia tiên đạo phóng lên để thu hút và bắt giữ từ xa tia tiên đạo phóng xuống từ đám mây dông), và dùng cáp đồng (25mmx3mm) để thoát sét. Ta dùng các cọc đồng để tiêu sét trong đất. Điện trở nối đất chống sét <=10 ôm tuân theo tiêu chuẩn 20 TCN 46-84 hiện hành của Bộ Xây Dựng. Sau khi lắp đặt xong, kiểm tra nếu không đặt được phạm vi cho phép nhỏ hơn 10 ôm thì tiến hành đóng cọc tiếp. Bán kính bảo vệ 55m. Bản thiết kế chi tiết: CS - 01, CS - 02, CS - 03, CS - 04. II. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT. 1. Giới thiệu. Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện: Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ dùng điện. Vì vậy đặc điểm quan trọngcủa hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với các thiết bị điện. Cách điện của các thiết bị điện hỏng, người vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn Đó là những nguyên nhân dẫn đến các tai nạn điện giật. Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hỏng vỏ thiết bị sẽ mang điện áp sẽ có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị xuống đất lúc này nếu người chạm vào vỏ thiết bị thi điện trở Rngười được mắc song song với điện trở nối đất Rnđ. Lúc này dòng điện chạy qua người sẽ bằng Id - dòng điện chạy qua điện trở nối đất . Đảm bảo an toàn cho người vận hành các thiết bị điện trong hệ thống nên yêu cầu của hệ thống nối đất an toàn điện rất cao: Rnđ ≤ 4 W Hệ thống nối đất chống sét: Sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào thiết bị điện không những làm hỏng thiết bị điện mà còn gây nguy hiểm cho người vận hành. Đảm bảo an toàn cho con người và tài sản trong tòa nhà trước tác động của hiện tượng sét thì hệ thống nối đất phải có Rnđ ≤ 10 W Thiết kế hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn điện phải tuân theo tiêu chuẩn nối đất an toàn điện TCVN 46-84 hiện hành của Việt Nam. Tất cả các vỏ kim loại của tủ điện, hộp aptomat phải được nối vào hệ thống nối đất an toàn điện. Hệ thống nối đất an toàn điện độc lập với hệ thống nối đất chống sét · Nối đất chống sét Nối đất chống sét là nối điện thiết bị chống sét (kim thu lôi, dây thu sét, lưới thu sét, thiết bị chống sét ...) với hệ thống nối đất nhằm tản dòng điện sét vào đất giữ cho điện áp tại mọi điểm (trong khu vực được bảo vệ) không quá lớn, đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị và con người khi có sét đánh. Đối với bảo vệ chống sét chúng ta cần quan tâm đến hai vấn đề chính sau: - Phạm vi bảo vệ hay vùng bảo vệ, đó chính là khoảng không gian mà vật được bảo vệ đặt trong đó rất ít có khả năng bị sét đánh - Trị số điện trở của hệ thống trang bị nối đất. · Hệ thống trang bị nối đất. Trang bị nối đất bao gồm các điện cực nối đất và dây nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng đứng được đóng sâu vào trong đất và các điện cực nằm ngang được chôn trong đất ở một độ sâu nhất định. Dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất. Khi thực hiện nối đất, trước hết lợi dụng các vật nối đất tự nhiên sẵn có như các đường ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất (trừ vỏ cáp chì, vỏ cáp thép ít dùng). Điện trở của các nối đất tự nhiên được xác định bằng cách đo thực tế hay tính gần đúng theo các công thức kinh nghiệm. Nếu nối đất tự nhiên không đảm bảo được trị số điện trở Rđ theo yêu cầu thì phải dùng nối đất nhân tạo. Nối đất nhân tạo được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép ống, thanh thép dẹt hay thép góc dài 2 - 3m, đóng sâu xuống đất, đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5 - 0,8 m để tránh thay đổi của Rđ theo thời tiết. Các cọc thép được hàn nối với nhau bằng các thanh thép đặt nằm ngang và cũng được chôn sâu cách mặt đất 0,5 - 0,8m. Tùy theo cách bố trí các điện cực nối đất mà phân biệt nối đất tập trung hay nối đất mạch vòng a) Nối đất tập trung:   Thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất và nối với nhau bằng các thanh ngang hay cáp Cu trần. Khoảng cách giưa các cọc thường = 2 lần chiều dài cọc để loại trừ hiệu ứng màn che. Trong trường hợp khó khăn về mặt bằng thì khoảng cách này ko nên nhỏ hơn chiều dài cọc. Nối đất tập trung thường chọn nơi đất ẩm , điện trở suất thấp, cách xa công trình. b) Nối đất mạch vòng: Các điện cực nối đất được đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ ( cách mép ngoài từ 1 -1,5m) khi phạm vi công trình rộng. Nối đất mạch vòng còn đặt ngay trong khu vực công trình. Nối đất mạch vòng nên dùng ở các trang thiết bị có điện áp > 1000 V, dòng điện chạm rất lớn Khi thi công hệ thống nối đất cần chú ý các điểm sau: Các cọc nối đất bắng sắt hay thép trước khi đặt xuống đất đều được đánh sạch gỉ, ko sơn. Ở môi trường có khả năng ăn mòn kim loại thì phải dùng sắt tráng kẽm hay cọc thép bọc đồng. Đường dây nối đất chính đặt ở ngoài nhà phải chôn sâu 0,5-0,8m, ở trong nhà đặt trong rãnh hoặc đặt nối theo tường, sao cho việc kiểm trang thiết bị được thuận tiện. Dây nối đất chính được nối vào bảng đồng nối đất, các trang thiết bị điện được nối với bảng đồng nố đất bằng 1 đường dây nhánh. Cấm mắc nối tiếp các trang thiết bị điện vào dây nối đất chính. 2. Thiết kế hệ thống nối đất an toàn điện và hệ thống nối đất chống sét cho toà nhà 17 tầng. 2.1 Thiết kế hệ thống nối đất an toàn điện cho tòa nhà hỗn hợp. Đất ở khu vực tòa nhà là đất đen, tra bảng phụ lục 6.4 điện trở suất r của đất ta có điện trở suất của đất = Đất khô nên theo bảng PL 6.5 hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất Kmax ta chọn hệ số mùa là : KCọc = 1,4 và KThanh = 1,6 Sơ bộ ta dùng 30 cọc thép góc L có kích thước (60x60x6) mm dài 2,5 m được đóng thẳng chìm sâu xuống đát cách mặt đất 0,8 m. Điện trở khuếch tán của một cọc: R1C = 0,00298.r.Kcọc = 0,00298.2.104.1,4 = 83,44 (Ω) Các cọc được chôn thành mạch vòng cách nhau 5 m, chiều dài cọc 2,5m nên hệ số sử dụng của cọc là tỉ số a/l = 2 tra bảng PL 6.7 hệ số sử dụng của cọc hc » 0,6. Điện trở khuếch tán của 30 cọc là: (Ω) Chọn thanh thép dẹt có kích thước (40x4) mm, được chôn sâu 0,8 m và được nối thành vòng qua 30 cọc. Tổng chiều dài của các thanh nối nằm ngang L: l = 5.30 = 150 (m) Hệ số sử dụng thanh nối là tỉ số a/l = 2 tra bảng PL 6.7 hệ số sử dụng của cọc ht » 0,3; Điện trở khuếch tán của thanh nối: (Ω) Trong đó: : Điện trở suất của đất ở độ sâu chon thanh nằm ngang, Ω/cm (lấy độ sâu = 0,8m). l: Chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối cm. b: Bề rộng thanh nối cm (thường lấy b = 4cm). t: Chiều sâu chôn thanh nối cm (thường t = 0,8 cm). Điện trở nối đất của toàn bộ hệ thống: (Ω) → RND = 3,476 (Ω) < RYC = 4 (Ω) Kết hợp với nối đất tự nhiên thì Rnđ sẽ càng nhỏ hơn 3,476 (Ω). Vậy hệ thống nối đất thỏa mãn điều kiện an toàn. 2.2. Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà. Đất ở khu vực tòa nhà là đất đen, tra bảng phụ lục 6.4 điện trở suất r của đất ta có điện trở suất của đất = Đất khô nên theo bảng PL 6.5 hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất Kmax ta chọn hệ số mùa là : KCọc = 1,4 và KThanh = 1,6 Sơ bộ ta dùng 15 cọc thép góc L có kích thước (60x60x6) mm dài 2,5 m được đóng thẳng chìm sâu xuống đát cách mặt đất 0,8 m. Điện trở khuếch tán của một cọc: R1C = 0,00298.r.Kcọc = 0,00298.2.104.1,4 = 83,44 (Ω) Các cọc được chôn thành mạch vòng cách nhau 5 m, chiều dài cọc 2,5m nên hệ số sử dụng của cọc là tỉ số a/l = 2 tra bảng PL 6.7 hệ số sử dụng của cọc hc » 0,69. Điện trở khuếch tán của 15 cọc là: (Ω) Chọn thanh thép dẹt có kích thước (40x4) mm, được chôn sâu 0,8 m và được nối thành vòng qua 30 cọc. Tổng chiều dài của các thanh nối nằm ngang L: l = 5.15 = 75 (m) Hệ số sử dụng thanh nối là tỉ số a/l = 2 tra bảng PL 6.7 hệ số sử dụng của cọc ht » 0,4; Điện trở khuếch tán của thanh nối: (Ω) Trong đó: : Điện trở suất của đất ở độ sâu chon thanh nằm ngang, Ω/cm (lấy độ sâu = 0,8m). l: Chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối cm. b: Bề rộng thanh nối cm (thường lấy b = 4cm). t: Chiều sâu chôn thanh nối cm (thường t = 0,8 cm). Điện trở nối đất của toàn bộ hệ thống: (Ω) → RND = 5,654 (Ω) < RYC = 10 (Ω) Kết hợp với nối đất tự nhiên thì Rnđ sẽ càng nhỏ hơn 5,654 (Ω). Vậy hệ thống nối đất thỏa mãn điều kiện an toàn.