Đồ án tốt nghiệp biệt thự hoÀn thÀnh.docx

MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN.......................

CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH....................................................................

1.1 Giới thiệu vị trí công trình...........................................................................................

1.2 Giới thiệu tổng quan công trình...................................................................................

1.3 Vai trò và yêu cầu của việc cung cấp điện...................................................................

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO BIỆT THỰ........................

2.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho biệt thự...................................................................

2.2 Tính toán thiết kế chiếu sáng.......................................................................................

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI...........................................................

3.1 Tổng hợp phụ tải động lực...........................................................................................

3.2 Tính toán phụ tải sinh hoạt..........................................................................................

3.3 Tổng hợp phụ tải sinh hoạt..........................................................................................

3.4 Tổng hợp phụ tải..........................................................................................................

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN BIỆT THỰ, LỰA CHỌN

DÂY DẪN ĐẾN CÁC TẦNG..........................................................................................

4.1 Tính toán chọn máy phát dự phòng ............................................................................

4.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn...........................................................................................

4.3 Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng .........................................................

4.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện.............................................................................

4.4.1 Phương án 1.......................................................................................................

4.4.2 Phương án 2.......................................................................................................

4.5 So sánh 2 phương án....................................................................................................

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẦNG ,CHỌN APTOMAT BẢO

VỆ, TÍNH TOÁN TỔN HAO MẠNG ĐIỆN BIỆT THỰ................................................

5.1 Thiết kế mạng điện tầng .............................................................................................

5.1.1 Thiết kế mạng điện tầng 1..................................................................................



5.2 Tính toán ngắn mạch...................................................................................................

5.3 Chọn aptomat bảo vệ...................................................................................................

5.4 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ.....................................................................

5.5 Xác định tổn hao trên đường dây hạ áp.......................................................................

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT......................................................

6.1 Tổng quan về hệ thống chống sét................................................................................

6.2 Xây dựng hệ thống chống sét......................................................................................

6.3 Tính toán nối đất chống sét..........................................................................................

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT..............................................................................

CHƯƠNG 8: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH....................................................................

PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP 22/0,4KV CẤP ĐIỆN

CHO CÔNG TRÌNH BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN................................................................

CHƯƠNG I: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM

BIẾN ÁP............................................................................................................................

CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM

BIẾN ÁP............................................................................................................................

1.1 Chọn máy biến áp .......................................................................................................

1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp .....................................................................................

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP....................

2.1 Chọn các thiết bị điện cao áp.......................................................................................

2.2 Chọn các thiết bị điện hạ áp.........................................................................................

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ.........................

3.1 Tính toán ngắn mạch...................................................................................................

3.1.1 Tính toán ngắn mạch phía cao áp.......................................................................

3.1.2 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp.........................................................................

3.2 Kiểm tra thiết bị và khí cụ điện ..................................................................................

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP.......................................

4.1 Điện trở nối đất của một thanh....................................................................................

4.2 Điện trở nối đất của cọc...............................................................................................

4.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc......................................................................

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................

DANH MỤC BẢN VẼ......................................................................................................

PHẦN I

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN

Chương 1: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Giới thiệu về vị trí công trình

Căn biệt thự 3 tầng nằm trong khu đô thị Bờ Tây Sông Đáy, thành phố Phủ

Lý ,tỉnh Hà Nam .

Khu đô thị tọa lạc tại trung tâm thành phố Phủ Lý tỉnh Hà Nam, dọc theo

tuyến kè bờ Tây sông Đáy, khu vực từ cầu Hồng Phú đến cầu Phủ Lý. Khu đô

thị sẽ cung cấp chỗ ở cho khoảng 1800 người,với khu biệt thự gồm 73 căn,

diện tích 180 – 300 m2/căn, chiều cao trung bình 3 tầng với hai loại hình nhà ở

chủ yếu: Nhà liền kề với diện tích mỗi căn từ 85-100 m2 và biệt thự nhà vườn

có diện tích từ 180 m2 . Khuôn viên khu đô thị

Khu đô thị nằm trong khu vực có dân trí cao ,sát với liên khu hành chính bao

gồm: Ban CHQS tỉnh Hà Nam, Công An tỉnh Hà Nam, Sở Nông Nghiệp Hà

Nam, Sở Tư Pháp Hà Nam, Sở Xây Dựng ,Sở Công Thương. Các trường Đại

học Thương Mại ,Sư Phạm Hà Nam, Trường chính trị Tỉnh; Phòng khám đa

khoa Việt Đức và Sân vận động tỉnh Hà Nam.

1.2 Giới thiệu tổng quan về công trình

Căn biệt thự có 3 tầng ,nằm trên mảnh đất có diện tích 300m2 với 240m2 là

diện tích nhà ở ,còn lại 60m2 dành cho sân vườn ,bể bơi

Căn biệt thự bao gồm:

Tầng một với diện tích 204m2 bao gồm 2 phòng ngủ thích hợp dùng

làm phòng ngủ cho người làm hoặc con nhỏ ,bên cạnh đó là 2 phòng vệ sinh

cùng với kho chứa đồ dùng để lưu giữ đồ đạc, dụng cụ tùy theo ý thích của gia

chủ , phòng bếp+ăn được trao cho một diện tích rộng nhằm tạo cảm giác thoải

mái và tiện lợi cho việc nấu nướng , phòng khách được thiết kế độc đáo nằm

lùi ra ngoài bể bơi tạo cảm giác mới lạ và trở thành điểm nhấn cho căn nhà,

phòng giặt là được thiết kế ở góc căn nhà sát với sân sau thuận tiện cho việc

phơi đồ và cuối cùng là một giếng trời nhỏ nằm đối diện với bàn ăn. Căn nhà

được thiết kế với rất nhiều khoảng không nhằm tạo cảm giác rộng rãi cho gia

chủ. Kích thước cụ thể được cho dưới bảng 1.1

Tầng hai cũng có diện tích 204 m2 bao gồm 2 phòng ngủ với 2 phòng

vệ dành cho các thành viên trong gia đình sử dụng. Bên cạnh đó là phòng làm

việc(sách) sử dụng thông tầng tạo cảm giác vô cùng rộng rãi cho chủ

nhân .Phòng sinh hoạt chung có diện tích rộng thích hợp cho sinh hoạt gia đình

của chủ nhà .Ngoài ra trong tầng 2 còn có 1 ban công nhỏ gắn liền với ô thoáng

cung cấp nhiều ánh sáng cho gia chủ, bên cạnh đó là vườn tiểu cảnh cỡ nhỏ tận

dụng khoảng trống phía trên phòng khách ,thích hợp để nghỉ ngơi ,tận hưởng

không khí trong lành.

Tầng 3 diện tích sử dụng chỉ còn lại 174,6 m2 do gia chủ đã sử dụng

thông tầng phòng làm việc và một phần phòng sinh hoạt chung. Tầng này gồm

có 1 phòng ngủ ,2 phòng vệ sinh ,1 phòng karaoke ,1 phòng thờ. Bên cạnh đó

tận dụng khoảng trống phía trên phòng vệ sinh 5 đã cho chủ nhà thêm 1 kho

chứa đồ nhỏ ,tối ưu hóa diện tích thừa mà vẫn đem lại cảm giác thông thoáng

cho căn nhà .

Bảng 1.1 : Thống kê kích thước các phòng trong biệt thự

Tầng Tên phòng Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Diện tích

(m2)

Tầng 1 Phòng ngủ 1 3,6 2,77 9,97

Phòng ngủ 2 4,06 2,67 10,84

Phòng khách 5,24 4,28 22,4

Khu bếp 4,33 4,22 18,3

Khu bàn ăn 3,8 3,47 13,2

Phòng giặt là 2,98 2,68 7,98

Kho 1,9 0,78 1,48

Vệ sinh 1 1,86 1,6 2,97

Vệ sinh 2 2,11 1,89 3,98

Giếng trời 2,95 1,4 4,13

Tầng 2 Phòng ngủ 3 4,78 4,56 21,8

Phòng ngủ 4 4,28 4,02 17,2

Phòng làm việc 6,37 4,28 19,43

Vệ sinh 3 2,22 2 4,44

Vệ sinh 4 3,045 2,83 7,18

Vệ sinh PLV 2,33 2,15 5,01

Phòng SHC 5,78 4,61 19,5

Ban công nhỏ 4,28 1,79 7,66

Vườn tiểu

cảnh

4,5 3,67 16,51

Tầng3 Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57

Phòng thờ 2,83 2,74 7,75

Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3

Vệ sinh 5 2,56 2 5,12

Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3

1.3. Vai trò và yêu cầu của việc cấp điện.

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển, đời sống nhân dân được

nâng lên nhanh chóng. Dẫn đến nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công

nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Để đáp

ứng nhu cầu đó rất đông cán bộ, nhân viên kĩ thuật trong và ngoài nghành điện

lực đang tham ra thiết kế, lắp đặt các công trình cung cấp điện để phục vụ nhu

cầu trên.

Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết cho tính toán, để lựa

chọn các thiết bị phù hợp với từng đối tượng. Thiết kế chiếu sáng cho phân

xưởng, khu dân cư, công cộng. Tính toán chọn dây dẫn phù hợp, đảm bảo độ

sụt áp chấp nhận được, có khả năng chịu dòng ngắn mạch với thời gian nhất

định. Tính toán dung lượng bù cần thiết để giảm tổn thất điện năng trên lưới

trung hạ áp.... Thiết kế đi dây để bước đến triển khai hoàn tất một bản thiết kế

cung cấp điện. Bên cạnh đó, cần phải lựa chọn một nguồn dự phòng cho công

trình cung cấp điện để đảm bảo sự làm việc ổn định của công trình.

Thiết kế cung cấp điện đối với các đối tượng là rất đa dạng với các đặc

thù khác nhau. Như vậy để thiết kế cung cấp điện tốt đối với bất kì một đối

tượng nào cần thỏa mãn các yêu cầu sau :

Độ tin cậy cung cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính

chất và đặc điểm từng phụ tải. Với những công trình quan trọng cấp

quốc gia phải đảm bảo cung cấp điện liên tục. Những đối tượng như nhà

máy, công trình,.. nên dùng nguồn dự phòng, khi mất điện sẽ cung cấp

cho những phụ tải quan trọng.

Chất lượng điện: được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ

tiêu tần số do hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Như vậy người thiết kế

cần đảm bảo yêu cầu về điện áp. Điện áp lưới trung và hạ áp được phép

dao động trong khoảng ±5%.

An toàn: công trình cấp điện cần phải đảm bảo độ an toàn cao. An toàn

cho người vận hành, cho người sử dụng, an toàn cho các thiết bị sử

dụng trong công trình.

Kinh tế: trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các

phương án có ưu điểm và khuyết điểm. Phương án này có thể lợi về

kinh tế nhưng về mặt kĩ thuật lại không được tốt và ngược lại. Vì vậy

cần phải đảm bảo hài hòa hai yếu tố trên.

1.3.1. Phạm vi nguyên tắc thiết kế đồ án.

Thiết kế này nêu giải pháp thiết kế cấp điện, chiếu sáng, chống sét cho

công trình Biệt thự nhà vườn. Xác định vị trí các tủ phân phối điện, các tủ điều

khiển chiếu sáng, hệ thống chống sét. Triển khai thiết kế hệ thống điện ổ cắm

và chiếu sáng chi tiết cho các phòng.

Nguyên tắc thiết kế:

- Tuân theo các tiêu chẩn quy định.

- Đảm bảo độ an toàn, tin cậy cung cấp điện, đảm bảo cho dự án tính

tiện nghi hiện đại của một thư viện

1.3.2. Các tiêu chuẩn áp dụng.

- Qui chuẩn xây dựng Việt Nam I&II – 1998

- Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong các công trình dân dụng

TCXD 16-1986

- 11 TCN-18-21: 2006: Qui phạm trang bị điện của Bộ công nghiệp

- TCXD 25-91: Đặt đường dây dẫn điện trong nhà ở và công trình

công cộng

- TCXDVN 394-2007: Thiết kế lắp đặt trang bị điện trong các công

trình xây dựng phần an toàn điện.

- TCVN 4756-89 : Qui phạm nối đất và nối không thiết bị.

- Tiêu chuẩn IEC : Đã được sử dụng ở các công trình xây dựng tại

Việt Nam

- TCVN 9385-2012: Chống sét cho công trình xây dựng ,tiêu chuẩn

thiết kế

Bản vẽ:

-BV01: Mặt bằng tầng 1 công trình



CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THÔNG CHIẾU SÁNG CHO BIỆT

THỰ

2.1 Tổng quan về chiếu sáng

Ngày nay vấn đề chiếu sáng không đơn thuần là cung cấp ánh sáng để đạt độ

sáng theo yêu cầu mà còn mang tính chất mĩ quan và tinh tế.

Trong bất kỳ nhà máy, xí nghiệp hay công trình cao ốc nào, ngoài ánh sáng tự

nhiên còn phải dùng chiếu sáng nhân tạo. Đối với thiết kế chiếu sáng nhân tạo

choc hung cư cần đạt được những yêu cầu sau:

- Không bị lóa mắt.

- Không lóa do phản xạ.

- Phải có độ rọi đồng đều.

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

- Phải tạo ra được ánh sáng theo yêu cầu của từng khu vực.

Chiếu sáng chung: là chiếu sáng toàn bộ diện tích cần chiếu sáng bằng cách

bố trí ánh sáng đồng đều để tạo nên độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích

được chiếu sáng.

Chiếu sáng cục bộ: là chiếu sáng ở những nơi cần có độ rọi cao mới làm việc

được hay chiếu sáng ở những nơi mà chiếu sáng chung không tạo được độ rọi

cần thiết.

Các chế độ làm việc của hệ thống chiếu sáng:

Chiếu sáng làm việc: dung để đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình

thường của con người, vật và phương tiện vận chuyển khi không có

hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên

Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn tiếp tục làm việc trong một thời gian

hoặc đảm bảo an toàn của người đi ra khỏi nhà khi hệ thống chiếu sáng

làm việc bị hư hỏng hoặc sự cố.

Chiếu sáng an toàn: để phân tán người( trong hoặc ngoài nhà ) cần thiết

ở những lối đi lại, những nơi trong xí nghiệp và công cộng có trên 50

người .

Chiếu sáng bảo vệ : cần thiết trong đêm tại các công trình xây

dựng ,nơi sản xuất

2.1.1. Lựa chọn các thông số

a) Chọn nguồn sáng

Chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau đây

- Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof

- Chỉ số mầu.

- Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của địa điểm.

- Tuổi thọ đèn.

- Quang hiệu đèn.

b) Lựa chọn hệ thống chiếu sáng

Để thiết kế trong nhà ,thường sử dụng các phương thức chiếu sáng :

- Hệ 1: chiếu sáng chung.

- Hệ 2: chiếu sáng hỗn hợp.

c) Chọn các thiết bị chiếu sáng

Dựa trên các điều kiện sau

- Tính chất môi trường xung quanh.

- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và độ giảm chói.

- Các phương án kinh tế.

d) Chọn độ rọi E: phụ thuộc vào các yếu tố sau

- Loại công việc

- Mức độ căng thẳng của công việc.

- Lứa tuổi người sử dụng.

- Hệ chiếu sáng, nguồn sáng sử dụng.

e) Chọn hệ số dự trữ k (hệ số bù d) :

Trong thiết kế chiếu sáng, khi tính công suất chiếu sáng cần phải chú ý

trong quá trình vận hành của hệ chiếu sáng, giá trị độ rọi trên bề mặt phẳng làm

việc bị giảm. Những nguyên nhân chính làm giảm độ rọi E là: giảm quang

thông của nguồn sáng, tường, trần bị bẩn, thiết bị chiếu sáng bám bụi,…Vì

vậy, khi tính công suất chiếu sáng, để đảm bảo chiếu sáng theo tiêu chuẩn cần

phải cho them hệ số tính đến sự suy giảm E,gọi là hệ số dự trữ k.

2.1.2. Phương pháp tính toán chiếu sáng

Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng. Gồm các bước

sau:

1. Lựa chọn độ rọi yêu cầu.

2. Chọn hệ chiếu sáng và kiểu đèn

3. Chọn nguồn sáng

4. Lựa chọn chiều cao treo đèn

Ta có thể phân bố đèn sát trần (h’= 0) hoặc cách trần một khoảng h,

chiều cao làm việc có thể trên 0,8m so với sàn. Khi đó độ cao treo đèn so với

bề mặt làm việc :

h = H- h’-0,8 (m)

với H: chiều cao từ sàn tới trần.

5. Xác định các thông số kỹ thuật chiếu sáng:

Hệ số không gian:

k kg=a .b

h(a+b)

Với a,b là chiều dài, chiều rộng, h là độ cao treo đèn.

Tỷ số treo đèn:

J= h 'h+h'

6. Xác định tổng quang thông của các đèn chiếu sáng

F∑=E yc . S . kđt

η. k ld

Với: Eyc : độ rọi yêu cầu, Lx

S: diện tích bề mặt chiếu sáng, m2

η: hiệu suất của đèn(khoảng 0,5-0,7);

kdt :hệ số dự trữ, thường lấy kdt = 1,2 – 1,3;

kld :hệ số lợi dụng quang thông của đèn;

7. Xác định số lượng đèn cần thiết

N=F∑

Fd

(Fd−quang thông củađèn)

8. Kiểm tra độ rọi tại các điểm chiếu sáng

E=Ed .N . η . k ld

a .b .k đt

9. Phân bố đèn

Vậy tính toán chiếu sáng theo các bước như trên. Ngoài ra yêu cầu thiết kế

chiếu sáng đảm bảo độ sáng theo các tiêu chuẩn hiện hành, ngoài ra còn đảm bảo yếu

tố thẩm mĩ kết hợp với kiến trúc và yêu cầu của công trình.

Trong căn hộ chiếu sáng chủ yếu sử dụng các loại đèn trang trí có tính thẩm mĩ

cao như các loại đèn chùm, đèn thả trần, đèn hắt tường, đèn downlight. Đóng cắt các

đèn chiếu sáng dung công tắc đặt tại các vị trí dễ dàng cho thao tác .Các công tắc đặt

ngầm tường ở độ cao 1,2m so với sàn.

2.2. Tính toán thiết kế chiếu sáng

2.2.1. Chiếu sáng ngoài trời

Do không yêu cầu độ rọi cho việc chiếu sáng vườn và tường bao xung

quanh biệt thự thế nên ta chọn 24 đèn sân vườn cao 0,6m bóng COMPACT

11W kết hợp với 3 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT 11W trải dài trên

bờ tường với mục đích tạo ánh sáng vừa đủ cho sân vườn và nhà để xe .Sơ đồ

bố trí đèn được thể hiện trong bản vẽ đi kèm.

Công suất chiếu sáng ngoài trời là

Pcsnt=24.11+3.11=0,297 (kW )

2.2.2. Chiếu sáng các tầng trong nhà

A. Tính toán chiếu sáng tầng một

Có nhiều phòng khác nhau nên ta tính toán cho từng phòng .

a) Phòng khách:

a.1) Thu thập số liệu:

- Kích thước:

+ Chiều dài: 5,24m

+Chiều rộng: 4,28m

+Chiều cao: 3,3m

Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ

-Độ phản xạ:

+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %

+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %

+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %

- Môi trường không có bụi

- Tính chất làm việc: Phòng khách

a.2) Tính toán

- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux

Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.

- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang

thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả

thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo

đèn :

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m

- Hệ số không gian :

k kg=a .b

h(a+b)= 5,24.4,28

2,5(5,24+4,28)=0,94

- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng

2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ

và hệ số không gian kkg=0,94 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,51; lấy

kdt=1,2;

- Số lượng đèn cần thiết :

N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 200.22,4 .1,20,51.0,9 .1800

=9,76(đèn)

Vậy chọn số bộ đèn N = 10 (đèn)

- Kiểm tra độ rọi thực tế :

E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.10.0,9 .0,51

5,24.4,28 .1,2=307 (lx ) Eyc

Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.

Để đảm bảo nhu cầu trang trí ta gắn thêm 1 bộ đèn chùm có công suất

24W

Công suất chiếu sáng phòng khách là 20.10+24 = 0,224(kW)

b). Phòng bếp + ăn :

b.1) Thu thập số liệu:

* Phòng bếp : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: Phòng bếp

*Phòng ăn : Kích thước



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: Phòng ăn

b.2) Tính toán

Phòng bếp






đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,33.4,22

2,5(4,33+4,22)=0,85




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 300.18,3 .1,20,47.0,7 .1200

=8,65(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.9.0,9 .0,47

4,33.4,22 .1,2=312,5 (lx ) Eyc


Công suất chiếu sáng phòng bếp là 20.9 = 0,18(kW)

Phòng ăn






đèn :

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 3,8.3,47

2,5(3,8+3,47)=0,72




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 300.13,2 .1,20,44.0,9 .1800

=6,67(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.7 .0,9.0,44

3,8.3,47 .1,2=312,8 (lx ) Eyc


Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn thả trần công suất

60W

Công suất chiếu sáng phòng bếp là 20.7 + 60 = 0,2(kW)

c) Phòng giặt là

c.1) Thu thập số liệu:

* Phòng giặt là : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: giặt là

c.2) Tính toán



- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang



đèn :

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 2,98.2,68

2,5(2,98+2,68)=0,4




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=150.7,98 .1,20,3.0,7 .1200

=5,7(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.6 .0,7.0,3

2,98.2,68 .1,2=157,7 ( lx ) Eyc


Công suất chiếu sáng phòng bếp là 16.6 = 0,096(kW)

d) Phòng ngủ 1 và 2

d.1) Thu thập số liệu:

* Phòng ngủ 1 : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: phòng ngủ




+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:






d.2) Tính toán

Phòng ngủ 1






đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 3,6.2,77

2,5(3,6+2,77)=0,63




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.9,97 .1,20,41.0,7 .1200

=3,5(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,41

3,6.2,77 .1,2=115,1 (lx ) Eyc


Công suất chiếu sáng phòng ngủ 1 là 16.4 = 0,064(kW)

Phòng ngủ 2






đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,06.2,67

2,5(4,06+2,67)=0,65




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=100.10,84 .1,20,41.0,7 .1200

=3,77(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,41

4,06.2,67 .1,2=105,9 (lx ) Eyc


Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn chùm công suất

24W

Công suất chiếu sáng phòng ngủ 2 là 16.4 + 24 = 0,088(kW)

e) Vệ sinh 1 & 2

Vì các toilet có kích thước nhỏ gần giống nhau nên ta chọn 2 đèn Led

downlight D160 Rạng Đông 16W với các thông số như sau

F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W

Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn đèn

QWZ805 của Philips có công suất 40W

Công suất chiếu sáng toilet 1&2 là (16.2+40).2=0,144(kW)

f) Hiên bể bơi và cầu thang vườn tiểu cảnh

Vì hiên có kích thước rộng ,không yêu cầu về độ rọi nên ta lắp 3 bóng đèn lốp

D300 COMPACT 22W để chiếu sáng với thông số

F = 1260 ;η=0,6 ;p= 22W

Tương tự ,ta lắp thêm 1 bóng D300 dưới cầu thang dẫn lên vườn tiểu cảnh với

mục đích chiếu sáng cho bể bơi

Công suất chiếu sáng hiên bể bơi là 22.4=0,088(kW)

g) Kho

Với diện tích S=1,5 m2 dùng để đặt tủ điện nên ta lắp 1 bóng đèn Led

downlight D160 Rạng Đông 16W với mục đích cấp điện chiếu sang cho kho

Công suất chiếu sang kho là 0,016 ( kW)

- Bảng tính toán thông số kích thước các phòng tầng 1:

Tên phòng

Chiều

dài

[m]

Chiều

rộng

[m]

Diện

tích

[m2]

Chiều

cao

[m]

Chiều cao

làm việc

[m]

Chiều cao

tính toán

[m]

Hệ số

không

gian

Hệ số

lợi

dụng

Tầng 1 　　　　　　　　

Phòng ngủ 1 3,6 2,77 9,97 3,3 0,8 2,5 0,63 0,4

Phòng ngủ 2 4,06 2,67 10,84 3,3 0,8 2,5 0,65 0,41

Phòng khách 5,24 4,28 22,4 3,3 0,8 2,5 0,94 0,51

Khu bếp 4,33 4,22 18,3 3,3 0,8 2,5 0,85 0,47

Khu bàn ăn 3,8 3,47 13,2 3,3 0,8 2,5 0,72 0,44

Phòng giặt là 2,98 2,68 7,98 3,3 0,8 2,5 0,4 0,3

Kho 1,9 0,78 1,48 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Vệ sinh 1 1,86 1,6 2,97 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Vệ sinh 2 2,11 1,89 3,98 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Bảng 2.2: Thông số kích thước các phòng tầng 1

Bảng tính toán số đèn lắp đặt các phòng tầng 1(chưa bao gồm đèn trang trí)

Tên phòng

Quang

thông

[lm]

Độ rọi

yêu

cầu

[lx]

Diện

tích

[m2]

Hệ số

lợi

dụng

Hệ

số

dự

trữ

Số đèn

tính

toán

Số đèn

lắp

đặt

Tầng 1 　　　　　　　

Phòng ngủ 1 1200 100 9,97 0,4 1,2 3,5 4

Phòng ngủ 2 1200 100 10,84 0,41 1,2 3,77 4

Phòng khách 1800 300 22,4 0,51 1,2 5,71 10

Khu bếp 1800 300 18,3 0,47 1,2 8,65 9

Khu bàn ăn 1800 300 13,2 0,44 1,2 6,67 7

Phòng giặt là 1200 150 7,98 0,3 1,2 5,7 6

Kho 1200 kxd 1,48 kxd 1,2 1 4

Vệ sinh 1 1200 kxd 2,97 kxd 1,2 2 18

Vệ sinh 2 1200 kxd 3,98 kxd 1,2 2 2

Hiên bể bơi 1200 kxd 17,5 kxd 1,2 4 4

Bảng 2.3: Số đèn lắp đặt các phòng tầng 1

Tổng công suất chiếu sáng cho tầng 1 đã tính đến đèn trang trí là

Pcst 1=0,224+0,2+0,096+0,18+0,064+0,088+0,032+0,088+0,016=1,1(kW )

B) Tính toán chiếu sáng tầng 2


A) Phòng sinh hoạt chung :


- Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: sinh hoạt chung

a.2) Tính toán






đèn :

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 5,78.4,61

2,5(5,78+4,61)=1,025




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=300.26,64 .1,20,51.0,9 .1800

=11,6(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.11.0,9.0,52

5,78.4,61 .1,2=290 ( lx ) Eyc


Công suất chiếu sáng phòng khách là 20.11= 0,22 (kW)

B) Phòng ngủ 3 :


- Kích thước: Chia 2 phần để thuận tiện cho việc tính toán diện tích mặt

bằng

Phần 1 kích thước: 4,56x2,96 = 13,5m2



-Độ phản xạ:






b.2) Tính toán



Phần 1




đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,52.2,96

2,5(4,52+2,96)=0,71




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=100.13,37 .1,20,45.0,7 .1200

=4,24 (đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,45

4,52.2,96 .1,2=95 (lx ) Eyc



24W

Phần 2




đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,08.1,71

2,5(4,08+1,71)=0,48




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.6,97 .1,20,34.0,7 .1200

=2,92(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.3.0,7 .0,34

4,08.1,71 .1,2=102,3 (lx ) Eyc


Vậy tổng công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là: 16.7+24=0,136(kW)

C) Phòng ngủ 4 :





+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:






c.2) Tính toán



- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W,

quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần

h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác

định độ cao treo đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,28.4,02

2,5(4,28+4,02)=0,83

- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra

bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số

phản xạ và hệ số không gian kkg=0,83 ta tìm được hệ số lợi dụng

kld=0,47; lấy kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.17,2 .1,20,47.0,7 .1200

=5,22(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,45

4,52.2,96 .1,2=95 (lx ) Eyc



24W

Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là 16.6+24=0,12(kW)

D) Phòng làm việc :


- Kích thước: Chia 2 phần để thuận tiện cho việc tính toán diện tích mặt

bằng

Phần 1 kích thước: 6,47x1 = 6,47m2



-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: phòng làm việc

d.2) Tính toán:

Phần 1






đèn :

h=H−h lv=6,6−4,1=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 6,47.1

2,5(6,47+1)=0,34




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=300.6,47 .1,20,3.0,9 .1800

=4,79(đèn)

Vậy chọn số bộ đèn N = 5(đèn)


E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.5.0,9 .0,3

6,47.1.1,2=312 ( lx ) Eyc


Phần 2






đèn :

h=H−h lv=6,6−4,1=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 3,82.3,17

2,5(3,82+3,17)=0,7




kdt=1,2;


N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

=300.3,82.3,17 .1,20,42.0,9.1800

=6,4 (đèn)

Vậy chọn số bộ đèn N = 7 (đèn) Kiểm tra độ rọi thực tế :

E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1800.7 .0,9.0,42

3,82.3,17 .1,2=327 (lx ) Eyc


Để tăng tính thẩm mĩ ta lắp thêm 1 bộ đèn chùm trang trí công suất 24W

Tổng công suất chiếu sáng cho phòng làm việc là 20.12+24=0,264(kW)

E) Vệ sinh 3,4,5 :

Vì các toilet 3,5 có kích thước nhỏ gần giống nhau nên ta chọn 2 đèn Led

downlight D160 Rạng Đông 16W với các thông số như sau

F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W

Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn

đèn QWZ805 của Philips có công suất 40W

Toilet số 4 có diện tích lớn hơn bao gồm them cả bồn tắm nên để

chiếu sang cho toilet 4 ta lắp 4 đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W

với các thông số như sau

F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W

Kết hợp với 2 bộ đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn

đèn QWZ805 của Philips có công suất 40W

Công suất chiếu sáng toilet 3&5 là (16.2+40).2=0,144(kW)

Công suất chiếu sáng toilet 4 là (16.4+40) = 0,104 (kW)

Vậy tổng công suất chiếu sang của vệ sinh 3,4,5 là 0,144+0,104=0,248

(kW)

F) Ban công sau phòng ngủ 3

Vì ban công không yêu cầu độ rọi lại dùng để phục vụ gia chủ ngắm

cảnh nên ta lựa chọn lắp 2 bóng đèn lốp D300 COMPACT 22W để chiếu

sáng với thông số

F = 1260 ;η=0,6 ;p= 22W

Công suất chiếu sáng ban công là 22.2=0,44(kW)

G) Vườn tiểu cảnh và cầu thang (T1-T2)

Để chiếu sáng cho cầu thang (T1-T2) ta chọn đèn gắn tường cầu ngoài

nhà bóng COMPACT công suất 15W

Để chiếu sáng cho vườn tiểu cảnh ta lắp 1 bóng đèn lốp D300

COMPACT 22W và 1 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT công

suất 11W

Vậy tổng công suất chiếu sáng cho cầu thang và vườn tiểu cảnh là

22+11+15=0,048(kW)

Tên phòng

Chiều

dài

[m]

Chiều

rộng

[m]

Diện

tích

[m2]

Chiều

cao

[m]

Chiều cao

làm việc

[m]

Chiều cao

tính toán

[m]

Hệ số

không

gian

Hệ số

lợi

dụng

Tầng 1 　　　　　　　　

Phòng ngủ 3

4,78 4,56 21,8 3,3 0,8 2,5

0,71

0,48

0,45

0,34

Phòng ngủ 4 4,28 4,02 17,2 3,3 0,8 2,5 0,83 0,47

Phòng làm việc 6,37 4,28 19,43 3,3 0,8 2,5 0,34

0,7

0,3

0,42

Vệ sinh 3 2,22 2 4,44 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Vệ sinh 4 3,045 2,83 7,18 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Vệ sinh 5 2,33 2,15 5,01 6,6 4,1 2,5 Kxd Kxd

Phòng SHC 5,78 4,61 19,5 3,3 0,8 2,5 1,025 0,52

Ban công nhỏ 4,28 1,79 7,66 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd

Vườn tiểu cảnh 4,5 3,67 16,51 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd



Tên phòngQuang

thông

Độ rọi

yêu

cầu

Diện

tích

[m2]

Hệ số

lợi

dụng

Hệ

số

dự

Số đèn

tính

toán

Số đèn

lắp

đặt

[lm] [lx] trữTầng 1 　　　　　　　

Phòng ngủ 3

1200 100 21,8

0,45

0,34 1,2

4,24

2,92

4

3

Phòng ngủ 4 1200 100 17,2 0,47 1,2 5,22 6

Phòng làm việc

1800 300 19,43

0,3

0,42 1,2

4,79

6,74

5

7

Vệ sinh 3 1200 kxd 4,44 kxd 1,2 2 2

Vệ sinh 4 1200 kxd 7,18 kxd 1,2 4 4

Vệ sinh 5 1200 kxd 5,01 kxd 1,2 2 2

Phòng SHC 1800 300 19,5 0,52 1,2 11,6 11

Ban công nhỏ 1260 kxd 7,66 kxd 1,2 2 2

Vườn tiểu cảnh 1260 kxd 16,51 kxd 1,2 1 1



Pcst 1=0,22+0,136+0,12+0,264+0,248+0,044+0,048=1,08(kW )

C) Tính toán chiếu sáng tầng 3


A) Hành lang :


* Hành lang : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


- Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: đi lại

a.2) Tính toán



Chọn sử dụng hệ thống đèn downlight Led Philips 20W-SMART

DOWNLIGHT quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,55. Phân bố bộ đèn

cách trần h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m.

Xác định độ cao treo đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 7,5.1,236

2,5(7,5+1,236)=0,42






N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.9,27 .1,20,31.0,55 .1200

=5,4(đèn)

Vậy chọn số bộ đèn N =6(đèn)


E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.6 .0,55.0,31

7,5.1,236 .1,2=110 (lx ) Eyc


Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là 20.6=0,12(kW)

B) Phòng karaoke :


Phòng karaoke : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: phòng giải trí

b.2) Tính toán







h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,08.3,5

2,5(4,08+3,5)=0,75






N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 150.14,28 .1,20,46.0,55 .1200

=8,46(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.9.0,55 .0,46

4,08.3,5 .1,2=159,45 ( lx ) Eyc



C) Phòng ngủ 5 :


Phòng ngủ 5 : - Kích thước:



+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:






c.2) Tính toán

- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100Lux






h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 4,39.3,32

2,5(4,39+3,32)=0,75






N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.14,28 .1,20,46.0,55 .1200

=5,76(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.6 .0,55.0,46

4,39.3,32 .1,2=104,15 (lx ) Eyc



D) Phòng thờ :


Phòng thờ : - Kích thước:

+ Chiều dài: 2,83 m


+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: phòng thờ

d.2) Tính toán







h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 2,83.2,47

2,5(2,83+2,47)=0,53






N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 100.7 .1,20,36.0,55 .1200

=3,53(đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.4 .0,55 .0,36

2,83.2,47 .1,2=113,3 ( lx ) Eyc



E) Vệ sinh 6 :

E.1) Thu thập số liệu

Kích thước:

+ Chiều dài: 2,93 m


+Chiều cao: 3,3m


-Độ phản xạ:





- Tính chất làm việc: phòng vệ sinh

E.2) Tính toán



Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang



đèn:

h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m


k kg=a .b

h(a+b)= 2,93.2,83

2,5(2,93+2,83)=0,57






N=F∑

Fd

=E yc . S . kđt

k ld . η . Fd

= 200.8,3 .1,20,37.0,7 .1200

=6,4 (đèn)



E=Ed .N . η . k ld

kđt . a . b=1200.6 .0,7.0,37

2,93.2,83 .1,2=187 ( lx ) Eyc

Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng thêm tính thẩm mĩ ,ta chọn đèn

QWZ805 của Philips có công suất 40W

Vậy công suất chiếu sáng của phòng vệ sinh 6 là 16.6+40=0,136(kW)

F) Vệ sinh karaoke, ô thoáng, cầu thang :

Để chiếu sáng cho phòng vệ sinh karaoke ta lắp 2 đèn Led downlight D160

Rạng Đông 16W

Đối với ô thông thoáng trên tầng 3 ta lắp 4 đèn vườn cao 0,6m bóng

COMPACT 11W kết hợp với 1 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT

11W

Đối với cầu thang (T2-T3) ta chọn đèn gắn tường cầu ngoài nhà bóng

COMPACT công suất 15W

Vậy tổng công suất chiếu sáng sử dụng cho vệ sinh karaoke ,ô thoáng, cầu

thang T2-T3 là: 16.2+11.4+11+15=0,102 (kW)

Thông số kích thước phòng tầng 3

Tên phòng

Chiều

dài

[m]

Chiều

rộng

[m]

Diện

tích

[m2]

Chiều

cao

[m]

Chiều cao

làm việc

[m]

Chiều cao

tính toán

[m]

Hệ số

không

gian

Hệ số

lợi

dụng

Tầng 1 　　　　　　　　

Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57 3,3 3,32 2,5 0,75 0,46

Phòng thờ 2,83 2,74 7,75 3,3 2,74 2,5 0,53 0,36

Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3 3,3 3,5 2,5 0,75 0,46

Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3 3,3 0,8 2,5 0,57 0,37

Hành lang 7,5 1,236 9,27 3,3 0,8 2,5 0,42 0,31



Tên phòng

Quang

thông

[lm]

Độ rọi

yêu

cầu

[lx]

Diện

tích

[m2]

Hệ số

lợi

dụng

Hệ

số

dự

trữ

Số đèn

tính

toán

Số đèn

lắp

đặt

Tầng 1 　　　　　　　

Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57 0,46 1,2 5,76 6

Phòng thờ 2,83 2,74 7,75 0,36 1,2 3,53 4

Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3 0,46 1,2 8,46 9

Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3 0,37 1,2 6,4 6

Hành lang 7,5 1,236 9,27 0,31 1,2 5,4 6



Pcst 3=0,12+0,18+0,08+0,12+0,136+0,102=0,738(kW )

Thống kê công suất chiếu sáng của công trình Biệt thự nhà vườn mẫu :

STT Hạng mục Công suất

1 Chiếu sáng tầng 1 1,1



Tổng 2,918

Bảng 2.8: Công suất chiếu sáng các tầng

Phụ tải chiếu sáng của toàn biệt thự nhà vườn mẫu là:

Pcs=Pcsnt+Pcstn=2,918+0,297=3,215 (kW )

Chiếu sáng trong tòa nhà công trình sử dụng các đèn đã có bù cosφcs

=0,85.

Bản vẽ:

-BV04: Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 1



CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI CỦA BIỆT THỰ

3.1. Phụ tải động lực.

Phụ tải động lực trong các công trình dân dụng bao gồm phụ tải của các

thiết bị vệ sinh như máy bơm nước. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực

của khu công trình được xác định theo biểu thức sau:

Pđl=knc. đl(Ptm+Pvskt)

Với: Pdl -là công suất tính toán của phụ tải động lực, kW

Ptm∑ -là công suất tính toán của các thang máy

Pvs.kt -là công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật

knc.dl -là hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9.

Do công trình biệt thự nhà vườn không có thang máy và chỉ có bơm để

đáp ứng nhu cầu cấp,thoát nước sinh hoạt nên ta có

Pđl=knc. đl . Pvskt

Mà ta có:

Pvskt=kncvskt∑i=1

n

Pđm . vs

Trong đó:

kncvskt - hệ số nhu cầu của nhóm động cơ vệ sinh kỹ thuật(tra bảng

3.pl).

Pdmvsi công suất định mức của động cơ vskt thứ i.

n - số bơm trong công trình.

Theo đề bài ra ta có bảng số liệu:

Loại trạm bơm Số lượng Công suất(kW)

Bơm cấp nước sinh hoạt 1 0,6

Bơm bể bơi 1 2,8

Tổng cộng 2

Bảng 3.1: Thống kê bơm vệ sinh kĩ thuật

Trong thiết kế thì tổng số thiết bị vệ sinh-kỹ thuật là 2, ứng với 2 nhóm

chức năng như trong bảng trên. Ta tính toán cho các nhóm:

a) Nhóm trạm bơm cấp nước sinh hoạt.

Ta có n1=1 nên hệ số nhu cầu knc.vs1 = 1

Khi đó :

Pvs 1=1.0,6=0,6(kW )

Với cosφ1=0,7.

b) Nhóm bơm bể bơi

Ta có n2=1 nên hệ số nhu cầu knc.vs2=1

Khi đó :

Pvs 2=2,8.1=2,8(kW )

Với cosφ2=0,78

Như vậy công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật là:

Từ bảng 4.pl ta có hệ số nhu cầu vệ sinh của 2 nhóm thiết bị vệ sinh-kỹ

thuật là knc.vs=0,9 Khi đó:

Pvskt=kncvskt∑i=1

2

Pđm . vsi=0,9. (0,6+2,8 )=3,4 (kW )

Từ bảng 9.pl ta có hệ số công suất của các thiết bị động lực là cosφ=0,8

và tgφ=0,75.

Phụ tải động lực được tổng hợp theo công thức sau:

Pdl = kncdl.( Ptm + Pvskt)

Trong đó kncdl là hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, ở đây có một nhóm

phụ tải động lực (do công trình biệt thự không sử dụng thang máy) nên kncdl = 1

Ta có :

Pđ l=Pvskt=3,4 kW ; cosφ=0,8

3.2. Phụ tải sinh hoạt.

Phụ tải sinh hoạt trong các phòng bao gồm phụ tải của các thiết bị máy

móc phục vụ hoạt động của biệt thự được cấp điện thông qua hệ thống ổ cắm

và hệ thống điều hòa không khí. Phụ tải sinh hoạt tính toán của công trình được

xác định theo biểu thức sau:

Psh=knc(Poc+Pđh)

Với: Psh - là công suất tính toán sinh hoạt, kW

Poc - là công suất tính toán của các ổ cắm

Pđh - là công suất tính toán của các điều hòa

knc.dl - là hệ số nhu cầu của phụ tải sinh hoạt, thường lấy bằng 0,9

3.2.1. Hệ thống ổ cắm điện

Biệt thự nhà vườn mẫu là công trình dân dụng. Biệt thự sử dụng chủ yếu

các thiết bị văn phòng như máy tính,tivi,máy fax... với công suất dao động từ

100W đến 800W. Các thiết bị này được cung cấp điện thông qua hệ thống ổ

cắm điện.

Công trình sử dụng hệ thống ổ cắm đôi, vị trí các ổ cắm đôi được bố trí

phù hợp với nhu cầu sử dụng của các phòng trong biệt thự. .Ổ cắm được sử

dụng trong công trình bao gồm các loại: ổ cắm đôi tiếp địa, ổ cắm chống nước

âm tường,ổ cắm ăng ten, ổ cắm điện thoại, ổ cắm Internet. Ổ cắm được phân

bố như trong bản vẽ đi kèm. Để thuận tiện cho việc tính toán, ta lấy công suất

trung bình của một ổ cắm là 300W

Số lượng các ổ cắm và công suất hệ thống ổ cắm từng tầng theo bảng sau:

Số lượng

ổ cắm

Công suất hệ

thống ổ cắm (kW)

Tầng 1 34 10,2

Tầng 2 30 9

Tầng 3 18 5,4

Tổng 24,6

Bảng 3.2: Công suất hệ thống ổ cắm

Công suất hệ thống ổ cắm toàn công trình :

Poc=k nc . Poctt

Với: kdt : Hệ số nhu cầu, knc = 0,8

Poctt : Công suất tính toán hệ thống ổ cắm, Poctt = 24,6 kW

Poc=k nc . Poctt=0,8.24,6=19,68(kW ) cosφsh =0,9.

3.2.2. Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống điều hoà không khí được thiết kế cho công trình phục vụ cho

nhu cầu và mục đích sử dụng gia chủ. Phòng khách và phòng ăn sử dụng hệ

thống điều hòa âm trần có cửa gió nằm trên trần; phòng ngủ sử dụng điều hòa

điều hòa âm trần có cửa gió nằm trên tường, Hệ thống điều hòa không khí của

công trình được bố trí sơ bộ như sau:

STT Tên phòng Công suất lạnh (BTU/h) Kiều lắp đặt Số lượng

Tầng 1

1 Phòng khách 19800 Âm trần 1

2 Phòng phòng ăn 24600 Âm trần 1

3 Phòng ngủ 2 12600 Âm trần 1

Tầng 2

1 Phòng làm việc 12600 Âm trần 1



Tầng 3


2 Phòng karaoke 12600 Âm trần 1

Bảng 3.3: Bố trí hệ thống điều hòa

Thống kê công suất hệ thống điều hòa:

STT Loại điều hòa Đơn vịSố

lượng

Công suất

điện

(kW/bộ)

Công suất tính

toán

(kW)

1Điều hòa âm trần

24600BTUBộ 1 7,21 7,21

2 Điều hòa âm trần Bộ 1 5 5

19800BTU

3Điều hòa âm trần

12600BTUBộ 6 3,6 21,6

Tổng 33,81

Bảng 3.4: Công suất hệ thống điều hòa

Công suất hệ thống điều hòa toàn công trình :

Với: knc : Hệ số nhu cầu, knc = 0,7

Pdhtt : Công suất tính toán hệ thống điều hòa, Pdhtt = 33,81 kW

Pđh=kncđh . Pđhtt=0,7.33,81=23,67 kW

Hệ thống điều hòa có cosφdh =0,9

3.3. Tổng hợp phụ tải sinh hoạt.

Phụ tải sinh hoạt được tổng hợp theo công thức sau:

Psh=knc(Poc+Pđh)

Trong đó: knc là hệ số nhu cầu của phụ tải sinh hoạt, ở đây có hai nhóm

phụ tải nên kncdl = 0,9 (bảng 4.pl).

Ta có :

Ps h=0,9. (Poc+Pđh )=0,9. (19,68+23,67 )=39,015 kW ;

3.4. Tổng hợp phụ tải

Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia

Hệ số ki được xác định:

; đối với mạng điện hạ áp;

; đối với mạng điện cao áp;

Từ kết quả trên ta có bảng công suất tính toán cho các nhóm phụ tải:

Nhóm phụ tải Phụ tải sinh hoạt Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng

Ptt (kW) 39,015 5,58 3,215

Bảng 3.5: Công suất tính toán các nhóm phụ tải

Với: cosφcs = 0,85

cosφdl = 0,8

cosφsh = 0,9

Ta có :

Công suất tính toán cho phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng:

Pđl .cs=Pđl+¿

Công suất tính toán cho toàn phụ tải là:

Ptt ∑=P sh+[( Pđl .cs

5 )0,04

−0,41] . Pđl .cs=39,015+[( 7,425 )

0,04

−0,41].7,42=43,51 kW

Vậy : Ptt∑ = 43,51 kW

Hệ số công suất trung bình của công trình là:

cosφ tb=∑P i . cosφ i

∑ Pi

=Pđl cosφđl+Pcs cosφcs+P shcosφsh

Pđl+Pcs+Psh

¿ 5,58.0,8+3,215.0,85+39,015.0,95,58+3,215+39,015

=0,885

Công suất toàn phần của công trình là:

Stt=Ptt

cosφ tb

=43,510,885

=49,163(kVA)

Công suất phản kháng của công trình là:

Qtt=√Stt2−Ptt

2=√49,1632−43,512=22,889(kVAr )

Bản vẽ:

-BV07: Mặt bằng điện ổ cắm tầng 1



-BV10: Mặt bằng điều hòa tầng 1



-BV13: Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 1



CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN BIỆT THỰ, LỰA CHỌN

DÂY DẪN ĐẾN CÁC TẦNG.

4.1. Tính toán chọn máy phát dự phòng.

Do yêu cầu đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trong biệt thự…nên cần

thiết phải có nguồn điện dự phòng. Ta chọn cách dùng máy phát điện để cấp

điện cho phụ tải khi có sự cố mất điện trên lưới. Tổng hợp công suất của phụ

tải trong biệt thự tính toán được như sau:

P, kW cosφ S, kVATổng công suất

biệt thự43,51 0,885 49,163

Bảng 4.1: Tổng công suất của biệt thự nhà vườn.

Công suất của MPĐ được chọn là:

SMPĐ≥ Spt . kđt=49,163.0,8=39,33(kVA)

Lấy hệ số sử dụng đồng thời của các nhóm phụ tải là Kđt=0,8.

Model Động cơ

S(kVA) U(V) Tần số

Số pha

RPM(v/p) Đơn giá(106)

Cummins 4BT

3.9

Diesel 40 380/220 50 3 1500 120

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của máy phát điện.

4.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.

Vì đây là mạng hạ áp gần với con người nên vấn đề an toàn được đặt lên

hàng đầu, vì vậy vấn đề chọn dây dẫn làm sao cho lớp cách điện của dây dẫn

không bị biến dạng do nhiệt khi có dòng điện chạy qua vì lẽ đó ta tính chọn

phương pháp lựa chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp.

Chọn dây cáp theo điều kiện dòng phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ

bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây cáp.

Điều kiện lựa chọn:

K . I cpđm ≥ I lv max

Đối với cáp không chôn dưới đất

K1 . K2 . K3 . I cp ≥ I lvmax

Trong đó:

- K1: hệ số ảnh hưởng của cách lắp đặt.

- K2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ đối với môi trường đặt dây cáp

- K3: hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh

- Ilv max: cường độ dòng điện lớn nhất của phụ tải

- Icp: cường độ dòng điện phụ thuộc vào loại cáp và dây dẫn

(các giá trị K lấy theo tiêu chuẩn IEC)

Đối với cáp đi ngầm dưới đất

K4 . K5 . K6 . K7 . I cp ≥ I lv max

Trong đó:

- K4: hệ số ảnh hưởng của cách lắp đặt.

- K5: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ đối với môi trường đặt dây cáp

- K6: hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh

- K7: hệ số ảnh hưởng của đất nơi đặt cáp

- Ilv max: cường độ dòng điện lớn nhất của phụ tải

- Icp: cường độ dòng điện phụ thuộc vào loại cáp và dây dẫn

Để tính toán tiết diện dây dẫn ta phải chọn dây dẫn như sau:

Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng

Chọn dây dẫn từ tủ tổng đến các tầng

Chọn dây dẫn cho các thiết bị bơm

Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng ngoài trời.

4.3. Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng.

Khoảng cách từ công tơ cho đến tủ phân phối tổng là 40m.

Do biệt thự sử dụng cáp không chôn dưới đất.

Cáp điện dùng để dẫn điện từ công tơ đến tủ tổng là cáp lõi đồng cách

điện XLPE vỏ PVC lấy nguồn 3 pha từ điện lực được chôn trong tường ,tra

bảng phụ lục ta có các giá trị K tương ứng(nhiệt độ 30oC).

Ta có dòng điện lớn nhất của biệt thự là:

I max=S tt ∑

n .√3 .U=49,163√3 .0,4

=71(A )

I cp ≥I max

K1 . K2 . K3

= 711.0,65 .1

=109,2(A)

Vậy ta chọn cáp CU/XLPE/PVC mã chữ E (4x16)mm2 +1x10E mm2 có

Icp = 115 (A) với các thông số sau r0 = 1,25Ω/km, x0 = 0,07Ω/km

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.

Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:

R∑= R4=1,25

4=0,3125

X∑=X4=0,07

4=0,0175

∆ U ∑=P tt∑ . R+Qtt ∑ .X

U. l=43,51.0,3125+22,89.0,0175

0,4.0,04=1,4 V

Do ∆ U ∑<∆ U cp1=5 % . U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về

chất lượng điện áp.

4.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện.

Trong phạm vi chương này ta đề xuất các phương án cấp điện từ nguồn

vào đến các tủ điện tầng ,máy bơm ,chiếu sáng vườn. Mạng điện riêng lẻ của

từng tầng ta thiết kế ở các chương tiếp theo.

Phân bố công suất phụ tải các tầng như sau:

Phụ tảiPcs

(kW)

Poc

(kW)

Pdh

(kW)

Ptt

(kW)Cosφ

Tầng 1 1,1 10,2 15,81 27,11 0,885

Tầng 2 1,08 9 10,8 20,88 0,885

Tầng 3 0,738 5,4 7,2 13,34 0,885

Bảng 4.3: Công suất phụ tải các tầng

Dựa vào phân bố công suất phụ tải các tầng và kiến trúc công trúc công

trình ta đề xuất các phương án cung cấp điện sau:

Phương án đi dây hình tia.

Phương án đi dây phân nhánh.

4.4.1. Phương án đi dây hình tia.

Sơ đồ mạng hình tia cấp đện cho phụ tải biệt thự:

Ưu điểm : độ tin cậy cao tính từ sau thanh cái của tủ điện tổng vì sự cố ở

điểm này thì điểm khác vẫn hoạt động. Được sử dụng trong nhà hoặc

các phân xưởng có các thiết bị phân bố đều trên diện tích sản xuất

nhưng mật độ công suất không lớn lắm. Sơ đồ còn được dùng cho phụ

tải tập trung có công suất tương đối lớn.

Nhược điểm : tốn nhiều dây dẫn, khi dây dẫn chính nối đến các nhóm

khác bị sự cố thì các nhóm khác sẽ mất điện.

4.4.1.2. Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các tầng.

Dây dẫn dùng để cấp điện cho tủ điện tầng dùng loại cáp lõi đồng ,cách

điện PVC,vỏ PVC. Tủ điện tầng được cấp điện từ tủ điện tổng thông qua cáp

luồn trong ống PVC đi ngầm tường.

A_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 1.

Ta có tổng công suất tính toán cho phụ tải tầng 1 là:

St 1=P t 1

cosφ=27,11+0,297+3,4

0,875=35,21(kVA)

Với cosφ là giá trị trung bình của phụ tải tầng 1, chiếu sáng vườn và máy bơm.

Dòng điện lớn nhất của phụ tải tầng 1 là:

I max1=S tt 1

n .√3 .U= 35,21√3 .0,4

=50,82(A)

I cp ≥I max1

K1 . K2 . K3

= 50,821.0,65 .1

=78,18(A)

Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ F (4x10)mm2 có Icp = 80 (A) với

các thông số sau r0 = 2Ω/km, x0 = 0,08Ω/km.



R1=R4=2

4=0,5

X1=X4=0,08

4=0,02

∆ U 1=Pt 1 . R1+Qt 1 . X1

U. l=27,11.0,5+14,26.0,02

0,4.0,001=0,034 V

Do ∆ U 1<∆ U cp1=5 % .U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về


B_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 2.


St 2=P t 2

cosφ=20,88

0,885=23,59(kVA)


I max2=S tt 2

n .√3 .U= 23,59√3 .0,4

=34,05(A)

I cp ≥I max2

K1 . K2 . K3

= 34,051.0,65 .1

=52,4(A )

Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ E (4x10)mm2 có Icp = 60 (A) với

các thông số sau r0 = 2Ω/km, x0 = 0,08Ω/km



R2=R4=2

4=0,5

X2=X4=0,08

4=0,02

∆ U 2=Pt 2 . R2+Qt 2 . X2

U. l=20,88.0,5+10,98.0,02

0,4.0,00608=0,162V

Do ∆ U 1<∆ U cp1=2,5 % . U đm=9,5 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về


C_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 3.


St 3=Pt 3

cosφ=13,34

0,885=15,07 (kVA)


I max3=S tt 3

n .√3 .U= 15,07√3.0,4

=21,75(A)

I cp ≥I max3

K1 . K2 . K3

= 21,751.0,65 .1

=33,5(A)

Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ A2 (4x6)mm2 có Icp = 36 (A) với

các thông số sau r0 = 3,33Ω/km, x0 = 0,09Ω/km



R3=R4=3,33

4=0,8325

X3=X4=0,09

4=0,0225

∆ U 3=P t 3 . R3+Qt 3. X3

U.l=13,34.0,8325+7,018.0,0225

0,4.0,00938=0,264 V

Do ∆ U 1<∆ U cp1=2,5 % . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu về


Ta có bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn như sau:

Đường dây L,m ∆Ucp ,V ∆U ,V Loại dây

Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 70 68 PVC E (4x10)

Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 60 52,4 PVC E (4x10)

Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 36 33,5 PVC A2 (4x6)

Bảng 4.4: Tổng hợp chọn cáp và dây dẫn phương án 1

Chọn dây dẫn cho máy phát dự phòng.

Dây dẫn chọn cho máy phát dự phòng ta dùng loại dây cùng với dây từ công tơ

đến tủ phân phối tổng.

4.4.2. Phương án đi dây phân nhánh.

Ưu điểm : Với một tuyến dây nhưng vẫn có thể cấp điện cho nhiều thiết

bị nên giảm được vốn đầu tư

Nhược điểm : Độ tin cậy cung cấp điện không cao, khi có sự cố thì cả

nhóm thiết bị đều không hoạt động được. Bên cạnh đó chi phí vận hành

và sửa chữa rất phức tạp.

4.4.2.1. Chọn dây dẫn từ công tơ đến toàn phụ tải công trình.

Với phương án đi dây phân nhánh điện từ các tầng lấy thẳng qua một

đường dây phía sau công tơ rẽ nhánh qua mỗi tầng. Chiều dài đường dây bằng

khoảng cách từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 3 cộng thêm các nhánh tầng 1 và

tầng 2.

A_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 1, tầng 2, tầng 3

Do biệt thự sử dụng cáp không chôn dưới đất.

Cáp điện dùng để dẫn điện là cáp lõi đồng cách điện XLPE vỏ PVC lấy

nguồn 3 pha từ điện lực được chôn trong tường ,tra bảng phụ lục ta có các giá

trị K tương ứng(nhiệt độ 30oC).

Ta có dòng điện lớn nhất của biệt thự là:

I max=S tt ∑

n .√3 .U=49,163√3 .0,4

=71(A )

I cp ≥I max

K1 . K2 . K3

= 711.0,65 .1

=109,2(A)

Vậy ta chọn cáp CU/XLPE/PVC mã chữ E (4x16)mm2 +1x10E mm2 có

Icp = 115 (A) với các thông số sau r0 = 1,25Ω/km, x0 = 0,07Ω/km



R∑= R4=1,25

4=0,3125

X∑=X4=0,07

4=0,0175

∆ U ∑=P tt∑ . R+Qtt ∑ .X

U= 43,51.0,3125+22,89.0,0175

0,4.0,04=1,4 V

Do ∆ U ∑<∆ U cp1=5 % . U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về




Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E

Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E

Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E

Bảng 4.5: Tổng hợp chọn cáp và dây dẫn phương án 2

4.5. So sánh 2 phương án.

τ=(0,124+T max .10−4 ) 2 .8760=(0,124+2920. 10−4 ) 2 .8760=1515,97

Phương án 1:

Vì có 3 trục đường dây trong đó 2 trục 1 và 2 có cùng tiết diện , nên ta

tính sơ bộ tổng chiều dài đường dây như sau:

Đối với dây PVC F (4x10):L1=l1+l2=1+6,08=7,08 m

Đối với dây PVC A2 (4x6):L2=l3=9,38 m

Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án 1 là:

Trên đoạn L1 :

∆ A1=P1

2+Q12

U 2 .r0 . L1 . τ=51,692+27,972

0,42 .0,0141.1515,97=461,46 (kWh)

Trên đoạn L2 :

∆ A2=P2

2+Q22

U 2 .r 0 . L2 . τ=13,342+7,0182

0,42 .0,0312.1515,97=67,165 (kWh)

Chi phí do tổn thất điện năng là:

C1=∆ A .c∆= (461,46+67,165 ) .1500=792938 đồng

Vốn đầu tư của cáp ta tra trong giá cadivi:

V1=21,6.106 đ/km

V2=12,9.106 đ/km

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

a tc=i .(1+i)Th

(1+i)Th−1=0,11

Với Th là tuổi thọ của công trình .Lấy Th=25 năm.

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh= 3,6%p=atc+kkh=0,146

Chi phí quy đổi theo phương án 1 là:

Z1=p . (V 1 . L1+V 2 . L2 )+C1=832931 đồng

Phương án 2:

Phương án 2 sử dụng 1 đường cáp cấp điện cho tất cả các nhánh phụ tải

nên ta tính sơ bộ tổng chiều dài dây như sau:

Cáp XLPE/PVC (4x16):L=l1+l2+l3=1+6,08+9,38=16,46 m

Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây theo phương án 2 là:

∆ A=P t

2+Q t2

U 2 .r 0 . L . τ=65,0272+34,9922

0,42 .0,0205 .1515,97=1136,7(kWh)

Chi phí do tổn thất điện năng là:C2=∆ A .c∆=1136,7.1500=1705050 đồng

Vốn đầu tư của cáp ta tra trong giá cadivi:

V=151.106 đ/km

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

a tc=i .(1+i)Th

(1+i)Th−1=0,11

Với Th là tuổi thọ của công trình .Lấy Th=25 năm.

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh= 3,6%p=atc+kkh=0,146

Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

Z2=p . (V . L )+C1=2067927 đồng

So sánh 2 phương án

Phương án V, 106 đ ∆A, 103

kWh

C, 106 đ Z, 106 đ

1 21,6 - 12,9 0,528 0,793 0,833

2 151 1136,7 1,705 2,068

Bảng 4.6: So sánh chỉ tiêu kinh tế ,kỹ thuật của 2 phương án.

So sánh kết quả tính toán ta thấy phương án 1 đảm bảo yêu cầu về chất

lượng điện ,về kinh tế hơn phương án 2. Giá thành và tổn thất điện năng của

phương án 1 nhỏ hơn nhiều so với phương án 2.Vậy ta chọn phương án 1 làm

phương án tối ưu.

Vậy ta chọn phương án đi dây:

Từ tủ phân phối tổng tới tủ của từng tầng đi dây hình tia . Tủ phân

phối tổng nhận điện từ trạm biến áp vào đến công tơ (do điện lực

cấp) chia thành 3 nhánh đi đến tủ điện của từng tầng.

Từ tủ điện của từng tầng tới thiết bị ta đi dây hình tia đối với máy

lạnh và phân nhánh đối với ổ cắm và chiếu sáng.

Hình 4.1: Sơ đồ cấp điện cho từng tầng riêng biệt

Nhận xét:

Việc xây dựng mạng điện phân phối trong các công trình thường được

thực hiện với các đường trục đứng. Tuy nhiên do biệt thự đang tính toán ít

tầng, thì không cần đến các trục đứng, mà mỗi tầng sẽ được cấp điện bằng một

đường dây riêng đi từ tủ phân phối chính. Nếu tòa nhà lớn thì số lượng và vị trí

lắp đặt các đường trục đứng được lựa chọn phụ thuộc vào số lượng phụ tải, sơ

đồ kiến trúc và các cấu kiện xây dựng.

Công trình Biệt thự nhà vườn mẫu có 3 tầng với công suất mỗi tầng khác

nhau, do đó nhận thầy phương án 1 cấp điện qua mạng hình tia tốn rất nhiều

dây dẫn và phương án 2 cấp điện qua mạng phân nhánh thì độ tin cậy cung cấp

điện không cao. Nên ta kết hợp cả 2 phương án với nhau ,tận dụng ưu điểm và

hạn chế nhược điểm của mỗi phương án để tạo nên phương án thứ 3 là phù hợp

đối với công trình biệt thự nhà vườn mẫu.

Vì phương án 1 là phương án tối ưu nên ta sử dụng kết quả chọn dây dẫn

để tiến hành tính toán các phần tiếp theo.



Công tơ – Tủ phân phối tổng 40 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E

Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 70 68 PVC E (4x10)

Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 60 52,4 PVC E (4x10)

Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 36 33,5 PVC A2 (4x6)

Bảng 4.7: Bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn cho biệt thự.

CHƯƠNG 5:THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẦNG ,CHỌN APTOMAT

BẢO VỆ, TÍNH TOÁN TỔN HAO MẠNG ĐIỆN BIỆT THỰ.

5.1 Thiết kế mạng điện tầng.

Trong phần này ta sẽ tính toán thiết kế chọn dây dẫn cho các thiết bị

trong từng tầng. Vì biệt thự lấy điện 3 pha từ điện lực cấp nên ta tiến hành chia

pha cho mạch chiếu sáng và ổ cắm theo diện tích vùng chiếu sáng của phòng

tương ứng với các pha A,B,C .Đối với điều hòa và bình nóng lạnh sẽ xem xét

đấu vào riêng mỗi pha để cân đối dòng điện giữa các pha.

5.1.1 Thiết kế mạng điện tầng 1.

Chọn dây dẫn cho mạch chiếu sáng.

Ta chia mạch chiếu sáng tầng 1 thành 3 lộ:

Lộ 1: Cung cấp điện cho chiếu sáng vườn và cửa chính.

Lộ 2: Cung cấp điên cho chiếu sáng phòng bếp,ăn ;phòng ngủ 1,

WC1 ;phòng giặt là.

Lộ 3: Cung cấp điện cho phòng khách; phòng ngủ 2 ,WC2 ;kho.

Chọn dây dẫn cho Lộ 1:

I l 1=Slộ 1

U=0,349

220=1,58.10−3(A )

I cp ≥Ilộ 1

K1 . K2 . K3

=1,58. 10−3

1.0,65 .1=2,43. 10−3(A)

Vậy ta chọn dây CU/PVC 2(1x1,5)mm2 với r0 = 13,35 Ω/km ;x0=0,1

Ω/km

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:

∆ U lộ1=Plộ 1 . r0+Qlộ 1. x0

U.l=0,297.13,35+0,184.0,1

0,22.0,0934=1,69 V

Do ∆ U ∑<∆ U cp1=2, 5% . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu

về chất lượng điện áp.

Tính toán tương tự ta có bảng lựa chọn dây dẫn mạch chiếu sáng tầng 1.

Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ

thuật ,Ω/km

Điện áp làm

việc, V

Chiếu sáng lộ

1

CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220

Chiếu sáng lộ

2

CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220

Chiếu sáng lộ

3

CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220

Bảng 5.1: Lựa chọn dây dẫn cho mạch chiếu sáng tầng 1

Chọn dây dẫn cấp điện cho ổ cắm

Ta cũng chia mạch cấp điện cho ổ cắm thành 3 lộ:

S1: Cấp điện cho phòng ăn, phòng ngủ 1, WC1 ,phòng giặt là.

S2: Cấp điện cho bếp.

S3: Cấp điện cho phòng ngủ 2, WC2, phòng khách

Chọn dây dẫn cho Lộ S1:

I ls1=Slộs1

U= 13.0,3

220.0,9=0,0196 (A )

I cp ≥Ilộ 1

K1 . K2 . K3

= 0,01961.0,65 .1

=0,03(A)

Vậy ta chọn dây CU/PVC 2(1x2,5)mm2 với r0 = 8 Ω/km ;x0=0,09 Ω/km

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:

∆ U lộ1=Plộs1 . r0+Qlộs1 . x0

U. l=3,9.8+1,89.0,09

0,22.0,0212=3,02V

Do ∆ U ∑<∆ U cp1=2, 5% . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu

về chất lượng điện áp.

Tính toán tương tự ta có bảng lựa chọn dây dẫn mạch chiếu sáng tầng 1.


thuật ,Ω/km

Điện áp làm

việc, V

Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 3 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220

Bảng 5.2: Lựa chọn dây dẫn cho mạch ổ cắm tầng 1

Tính toán tương tự như các phần trên ta có bảng chọn dây dẫn cho

các thiết bị tầng 1


thuật ,Ω/km

Điện áp

làm việc, V

Chiếu sáng lộ 1 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220



Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 3 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Bếp điện CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220

Bình nóng lạnh 1 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 5 0,09 220


Dàn lạnh ĐH 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Dàn lạnh ĐH2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Dàn lạnh ĐH 3 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Dàn nóng ĐH CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220

Bơm sinh hoạt CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 1 0,09 220

Bơm bể bơi CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 1 0,09 220

Bảng 5.3: Lựa chọn dây dẫn cho tầng 1


Tính toán tương tự như tầng 1 ta có bảng


thuật ,Ω/km

Điện áp

làm việc,

V


Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220




Dàn lạnh điều

hòa 1

CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220

Dàn lạnh điều

hòa 2

CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220

Dàn lạnh điều

hòa 3

CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220

Dàn nóng điều

hòa

CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220



Tính toán tương tự như tầng 1 ta có bảng


thuật ,Ω/km

Điện áp

làm việc, V


Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220

Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220


Dàn lạnh điều hòa 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220

Dàn lạnh điều hòa 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220

Dàn nóng điều hòa CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220


5.2 Tính toán ngắn mạch.

Hình 5.1: Các điểm ngắn mạch cần tính

Các điểm ngắn mạch gồm có :

N1: Tại tủ phân phối tổng

N2: Tại TĐT 1

N3: Tại TĐT 2

N4: Tại TĐT 3

Tính toán ngắn mạch tại điểm N1

Coi hệ thống có công suất vô cùng lớn XHT = 0, bỏ qua điện trở các thiết

bị phụ.

Chọn Ucb = 380V

Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 ta có sơ đồ thay thế:

Điện trở dây dẫn Zd:

Rd=r0 . l=1,25.0,04=0,05 Ω

X d=x0 .l=0,07.0,04=2,8.10−3Ω

Sử dụng công thức 6.5.5 – trang 212 – Hệ thống cung cấp điện – Trần

Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội để tính tổng trở ngắn

mạch:

Zk1=√(6 R¿¿d )2+(7 X ¿¿d)2=√0,32+(0,0196)2=0,3¿¿

Sử dụng công thức 6.5.6 – trang 212 – Hệ thống cung cấp điện – Trần

Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội để tính giá trị dòng

ngắn mạch:

I k 1=3.0,95 .0,38

0,3=3,61(kA)

Do X/R < 1 => Kxk = 1,03.

ixk=1,03.√2 . ik1=5,26(kA )

Tính toán tương tự với các điểm còn lại ta có bảng tính toán ngắn mạch:

Điểm

ngắn

mạch

Chiều

dài

(km)

R0

(Ω/km)

X0

(Ω/km)

Rd (Ω) Xd

(Ω)

.10-3

Zk

(Ω)

Ik

(kA)

Ixk

(kA)

N1 0,04 1,25 0,07 0,05 2,8 0,3 3,1 5,26

N2 0,001 2 0,08 0,002 0,08 0,012 32,16 46,4

N3 0,0061 2 0,08 0,0122 0,49 0,073 14,83 21,4

N4 0,0093 3,33 0,09 0,031 0,84 0,186 5,82 8,5

Bảng 5.6 : Bảng tính toán ngắn mạch

5.3 Chọn aptomat.

Aptomat được chọn theo ba điều kiện sau:

UdmA ≥ Udm

IdmA ≥ Itt

IcdmA ≥ IN

Dự định bố chí các aptomat bảo vệ cho các mạch:

Aptomat A0 cho tủ phân phối tổng

Aptomat A1 cho tủ điện tầng 1



Aptomat A4 – A17 cho các mạch của tầng 1



a) Bảo vệ cho tủ phân phối tổng (A0):

Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ công

tơ đến tủ phân phối tổng ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên mỗi

lộ là:

Itt = 71 A

Dòng điện ngắn mạch ba pha là: Ik1(3)=3,1 kA.

Chọn aptomat MCB 3P CHINT DZ158 có dòng định mức In=100A;

IcdmA=6kA; Un=380V

b) Bảo vệ cho tủ điện tầng 1 (A1):

Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ tủ

điện tổng đến tủ điện tầng 1 ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên

mỗi lộ là:

Itt = 50,82 A


Chọn aptomat MCCB 3P Mitsubishi có dòng định mức In=60A;

IcdmA=40kA; Un=380V

c) Bảo vệ cho tủ điện tầng 2 (A2):



mỗi lộ là:

Itt = 34,05 A


Chọn aptomat MCB 3P Schneider IC60L có dòng định mức In=40A;

IcdmA=15kA; Un=380V

d) Bảo vệ cho tủ điện tầng 3 (A3):



mỗi lộ là:

Itt = 21,75 A


Chọn aptomat MCB 3P DOM11398 có dòng định mức In=32A;

IcdmA=6kA; Un=380V

e) Bảo vệ cho các mạch của tầng 1 (A4-A17):

Vì các mạch điện trong tầng 1 sử dụng nguồn 1 pha với dòng Itt khá nhỏ

nên ta chọn các MCB cho mạch theo bảng sau:

Mạch P, kW cosφ Itt ,A ,.10-3 Loại MCB

Chiếu sáng lộ 1 0,297 0,85 1,59 MCB-1P-16A-4,5KA



Ổ cắm lộ 1 3,9 0,9 19,6 MCB-1P-16A-4,5KA

Ổ cắm lộ 2 1,8 0,9 9,1 MCB-1P-16A-4,5KA

Ổ cắm lộ 3 5,4 0,9 27,2 MCB-1P-16A-4,5KA

Bếp điện 2 0,9 10,1 MCB-1P-16A-4,5KA

Bình nóng lạnh 1 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-

30MA


30MA

Dàn lạnh ĐH 1 5 0,9 25,2 MCB-1P-16A-4,5KA

Dàn lạnh ĐH 2 7,21 0,9 36,4 MCB-1P-16A-4,5KA

Dàn lạnh ĐH 3 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA

Dàn nóng

ĐH(4HP)

12,8 0,9 64,6 MCB-1P-32A-4,5KA

Bảng 5.7: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 1

f) Bảo vệ cho các mạch của tầng 2 (A18-A28):

Tính toán tương tự như với tầng 1 ta có bảng:



Ổ cắm lộ 1 5,1 0,9 25,7 MCB-1P-16A-4,5KA

Ổ cắm lộ 2 4,8 0,9 24,2 MCB-1P-16A-4,5KA


30MA


30MA


30MA

Dàn lạnh điều hòa 1 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA



Dàn nóng điều

hòa(5HP)

16 0,9 80,8 MCB-1P-32A-4,5KA

Bảng 5.8: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 2

g) Bảo vệ cho các mạch của tầng 3 (A29-A36):

Tính toán tương tự như với tầng 1 ta có bảng:



Ổ cắm lộ 1 2,1 0,9 10,6 MCB-1P-16A-4,5KA

Ổ cắm lộ 2 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA


30MA



Dàn nóng điều hòa 12,8 0,9 64,6 MCB-1P-32A-4,5KA

Bảng 5.9: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 3.

5.4 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ.

Ta sẽ kiểm tra chế độ khởi động của 2 máy bơm đặt tại kho tầng 1:Pmáy bơm=3,4 kW

Độ lệch điện áp khi khởi động động cơ được xác định theo biểu thức

∆ U kđ=Zd

Zd+Zdc

.100

Với dây đến máy bơm là dây CU/PVC 2,5mm2 + 2,5E mm2

Rd1 = 8.0,002 = 0,016Ω ;Xd2 = 0,09.0,002 = 1,8.10-4 Ω

Rd2 = 8.0,001 = 0,008Ω ;Xd2 = 0,09.0,001 = 9.10-5 Ω

Dòng điện định mức của máy bơm:

I đmbơm=P

U . cosφ= 3,4

220.0,8=0,019 A

Tổng trở của động cơ lúc mở máy:

Zđc=Xđc=U

I mb . K mm

= 2200,019.4,5

=2573,1 Ω

Zd=√[6.(0,016+0,008)]2+ [7. (1,8.10−4+9. 10−5)]2=0,144 Ω

Zd+Zdc=√[6.(0,016+0,008)]2+ [7. (1,8.10−4+9. 10−5+2573,1)]2=18011,7Ω

∆ U kd=Zd

Zd+Zdc

.100= 0,14418011,7

.100=0,0008 %<40 %

Vậy chế độ khởi động là ổn định.

5.5 Xác định tổn hao trên đường dây hạ áp.

Việc tính toán chế độ mạng điện sẽ giúp xác định xem mạng điện trong

biệt thự có làm việc ổn định hay không, các giá trị tổn thất điên áp ,tổn thất

công suất và tổn thất điện năng có nằm trong giá trị cho phép hay không.

Hao tổn điện áp được xác định theo công thức

∆ U=P . r0+Q . x0

U.L(V )

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức

∆ A=S2 . r0 . L. τ

U 2 (kWh )

Tổn thất công suất được xác định theo công thức

∆ P=S2 . r0 . L

U 2 (kW )

Kết quả tính toán được ghi trong bảng :

Đường dây P,kW Q,kVAr S,kVA L,km I,A,.10-3 Ftc,mm2 ∆U,V ∆A,kWh ∆P,kW Đánh giá

TĐT-TĐ1 30,8 17,06 35,21 0,001 50820 100,286 77,7 0,051

Đạt

TĐT-TĐ2 20,88 10,97 23,59 0,00608 34050 101,178 212 0,14

Đạt

TĐT-TĐ3 13,34 7,01 15,07 0,0094 21750 61,925 222,7 0,147

Đạt

TĐ 1 – cs1 0,297 0,184 0,35 0,0934 1,59 1,51,689 4,8 0,003

Đạt

TĐ 1 – cs2 0,612 0,379 0,72 0,03827 3,27 1,51,426 8,3 0,005

Đạt

TĐ 1 – cs3 0,488 0,302 0,574 0,04616 2,61 1,51,371 6,3 0,004

Đạt

TĐ 1 – oc1 3,9 1,889 4,33 0,0246 19,6 2,53,508 115,6 0,076

Đạt

TĐ 1 – oc2 1,8 0,872 2 0,01412 9,1 2,50,929 14,2 0,009

Đạt

TĐ 1 – oc3 5,4 2,615 6 0,02645 27,2 2,55,222 238,6 0,157

Đạt

TĐ 1 – BNL(*) 5 2,42 5,55 0,01193 25,2 41,367 57,5 0,038

Đạt

TĐ 1 – Bếp 2 0,968 2,22 0,00669 10,1 60,205 3,4 0,002

Đạt

TĐ 1 – ĐH (*) 7,21 3,49 8,01 0,01063 36,4 2,52,802 170,9 0,113

Đạt

TĐ 2 – cs1 1,08 0,669 1,27 0,08623 5,77 1,55,669 58,1 0,038

Đạt

TĐ 2 – oc1 5,1 2,47 5,66 0,0361 25,7 2,56,731 289,8 0,191

Đạt

TĐ 2 – oc2 4,8 2,32 5,33 0,0291 24,2 2,55,107 207,1 0,137

Đạt

TĐ 2 – BNL 5 2,42 5,55 0,01188 25,2 41,362 57,3 0,038

Đạt

TĐ 2 – ĐH (*) 3,6 1,74 4 0,0121 18,1 2,51,593 48,5 0,032

Đạt

TĐ 3 – cs1 0,738 0,457 0,868 0,0536 3,95 1,52,408 16,9 0,011

Đạt

TĐ 3 – oc1 2,1 1,02 2,33 0,0106 10,6 2,50,814 14,4 0,01

Đạt

TĐ 3 – oc2 3,6 1,743 4 0,0278 18,1 2,53,659 111,5 0,074

Đạt

TĐ 3 – BNL 5 2,42 5,55 0,0079 25,2 40,906 38,1 0,025

Đạt

TĐ 3 – ĐH (*) 3,6 1,74 4 0,0097 18,1 2,5 1,277 38,9 0,026 Đạt

Bảng 5.10: Bảng kết quả tổn hao trên đường dây cho biệt thự

(*) Đối với phòng có 2 hay nhiều điều hòa và bình nóng lạnh, ta tính toán cho điều hòa và bình nóng lạnh có vị trí ở

xa tủ điện tầng nhất.

Bản vẽ:

-BV16: Sơ đồ nguyên lý cấp điện công trình

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO BIỆT THỰ.

6.1 Tổng quan về hệ thống chống sét.

Sét là hiện tượng phóng điện trong không khí giữa đám mây với đất hoặc

giữa các đám mây mang điện tích trái dấu.

Điện áp giữa mây giông và đất có thể đạt tới hàng ngàn thậm chí là hàng

triệu volt. Vì vậy dòng sét cũng sẽ rất lớn, khoảng vài chục hoặc lên tới hàng trăm

kA.

Nước ta nằm trong vùng có tỷ lệ sét đánh rất lớn. vì vậy bảo vệ chống sét là

vấn đề đáng quan tâm và phải được giải quyết tốt nhằm bảo vệ tài sản và tính

mạng người dân.

6.2. Xây dựng hệ thống chống sét

Hệ thống bảo vệ tòa nhà: Thiết bị bắt sét: kim thu sét ,dây thu sét....

Thiết bị bắt sét: kim thu sét ,dây thu sét....

Dây dẫn được thiết kế để truyền sét xuống đất;

Hệ thống tiếp địa kết nối với nhau;

Liên kết giữa tất cả các khung kim loại với điểm tiếp đất

Dây dẫn được thiết kế để truyền sét xuống đất;

Hệ thống tiếp địa kết nối với nhau;

Liên kết giữa tất cả các khung kim loại với điểm tiếp đất.

Ta sử dụng hệ thống chống sét dùng cột thu lôi

Các cột thu lôi được đặt ở trên đỉnh mái tòa nhà và được nối đất theo dây dẫn.

Hệ thống bảo vệ các thiết bị điện:

Mục đích của hệ thống bảo vệ các thiết bị điện là giới hạn quá áp đến giá trị có thể

chấp nhận cho các thiết bị điện.

Hệ thống bảo vệ thiết bị điện bao gồm:

Một hoặc nhiều SPDs tùy thuộc vào cấu hình xây dựng

Liên kết đẳng thế : lưới kim loại của bộ phận tiếp đất.

Thiết bị SPD được thiết kế để hạn chế xung quá áp có nguồn gốc từ khí

quyển và chuyển hướng các sóng xung xuống đất để hạn chế xung quá áp xuống

giá trị không còn nguy hại cho các thiết bị điện, thiết bị chuyển mạch, thiết bị điều

khiển.

Thiết lập hệ thống bảo vệ hệ thống điện của biệt thự là như sau:

Cài đặt dây dẫn liên kết theo một khung lưới

Cài đặt 1 SPD đường vào tủ điện tổng

Cài đặt một SPD bổ sung trong mỗi tủ phân phối tầng nằm trong vùng lân

cận của thiết bị nhạy cảm.

Ta sẽ thiết kế hệ thống chống sét sử dụng cột thu lôi

Chọn 3 kim thu sét tiết diện 10 mm2 đặt thẳng hàng trên đỉnh mái .Chiều cao mỗi

kim là 0,6m.

Dây thu thu sét mạ đồng tiết diện 10 mm2

Dây nối đất thép dẹt 40x4 mm2.

Cọc tiếp địa L63x63x5 dài 2,4m đóng trôn sâu cách đất 0,6m và cách nhau 3m

Đường kính vòng tròn ngoại tiếp hình thành từ các kim là 14m .

Để công trình được bảo vệ: 14<8.(h-11,5)

H>13,25 m.

Vậy mỗi kim thu sét dài tối thiểu 1,8m.

6.3. Tính toán nối đất chống sét

Nối đất chống sét nhằm tản dòng điện sét trong đất (khi có sét đánh vào kim

chống sét) để giữ cho điện thế tại mọi điểm trên kim không quá lớn... do đó hạn

chế được phóng điện ngược tới công trình cần bảo vệ. Hệ thống nối đất chống sét

có điện trở nối đất Rnd 10Ω.

Sử dụng hệ thống tiếp địa gồm cọc tiếp đất là cọc thép mạ đồng chữ

L63x63x5, cọc dài 2,4m, độ chôn sâu cọc to=0,6m. Khoảng cách giữa hai cọc gần

nhau là 3m, dây nối các cọc tiếp đất là thanh thép dẹt 40x4 mm2.

Theo số liệu địa chất ta có thể lấy điện trở xuất của đất tại khu vực xây dựng

biệt thự là ρđat= 150 (Ω/m).

Điện trở tản của một cọc :

Trong đó:

l - là chiều dài cọc

d- đường kính cọc, d=0,01(m)

kcm - hệ số mùa của cọc, tra bảng 2.1 sách Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ

thuật điện cao áp của tác giả Nguyễn Minh Chước ta có kcm=2.

t=h+ L2=0,6+ 3

2=2,1 m

Rlc=150.22 π 3 ( ln 2.2,4

0,01+ 1

2ln

4.2,1+2,44.2,1−2,4 )=49,13 Ω

Điện trở nối đất của dây là

Rd=1502 π 3

ln32

0,6.40 . 10−3=47,16

Điện trở tương đương của 1 cọc là :

Rtd=47,16.49,13

47,16+49,13=24,06 Ω

Gọi n là số cọc tiếp địa cần đóng:

24,06n

<10

Vậy bãi tiếp địa cần đóng 3 cọc để đảm bảo yêu cầu.

Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng chống sét.

Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng tiếp địa chống sét.

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT.

Điện trở nối đất cho phép đối với công trình là R tđ = 4Ω, điện trở suất của

vùng đất đo trong điều kiện độ ẩm trung bình là ρ0= 150Ω/m. Do không có hệ

thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở của hệ thống tiếp địa nhân tạo là: Rnt = Rtđ = 4

Ω. Chọn cọc tiếp địa bằng thép tròn dài l = 2,4m đường kính d = 16mm đóng sâu

cách mặt đất h = 0,8m.Các cọc chon cách nhau 4m và được nối với nhau bằng các

thanh đồ D50. Điện trở suất của đất biến đổi trong phạm vi rộng. Trị số mùa mưa

và mùa khô khác nhau nên ta phải tính đến hiệu chỉnh theo mùa. Tra bảng 2-1

hướng dẫn thiết kế tôt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của tác giả Nguyễn Minh

Chước, với nối đất an toàn và làm việc ta có:

Hệ số mùa của cọc 2 ÷3m, chôn sâu 0,5÷0,8m: kmuaC =1,2÷2,0 (lấy 1,2)

Hệ số mùa thanh khi đặt ngang sâu 0,8m: kmuaT = 1,5÷7 (lấy 1,6)

Chiều sâu trung bình của cọc: htb = h+ = 200cm;

Điện trở tiếp xúc của cọc tiếp địa được xác định theo biểu thức:

Rcoc=k coc . ρ0

2. π . l (ln 2ld+ 1

2ln

4.htb+l

4.h tb−l )= 2.1502.π .2,4 ( ln 2.2,4

0,016+ 1

2ln

4.2+2,44.2−2,4 )=43,22 Ω

Sơ bộ chọn số lượng cọc là:

n=Rcoc

Rnt

=43,224

=10,8

Ta chọn n = 11 cọc

Số cọc cần thiết là :

n=Rcoc

ηc . Rd

=43,220,6.4

=18,003

Với Rcọc- Điện trở nối đất của 1 cọc, Ω.

Rd- Điện trở nối đất của thiết bị nối đất theo quy định,Ω.

Xác định điện trở của thanh nối:

Rt=ρd . km

t

2. π . Lln

k . L2

h . d

Với L là chiều dài thanh.

D đường kính cọc = 0,05m

K hệ số hình dáng ,k=1

Rt=150.1,62π .18 .4

ln72 2

0,8.0,05=3,97 Ω

Rt'=

R t

ηt

=3,970,85

=4,67 Ω

Tra bảng ta có hệ số sử dụng của thanh ηt = 0,85

Xác định điện trở của hệ thống nối đất

Điện trở của toàn bộ số cọc:

Rc=4.Rt

'

Rt'−4

= 4.4,674,67−4

=27,88 Ω

Số cọc thực tế cần phải đóng

n=R1 c

nc . Rc

= 43,220,6.27,614

=2,583

Vậy ta chọn số cọc thực tế là N=3 cọc.

Kiểm tra lại:

Rht=R1 c . Rt

R1 c . nt . n−R t . nc

= 43,22.4,6743,22.0,85.3−4,67.0,6

=1,879Ω<Ryc=4Ω

Hệ thống nối đất đạt yêu cầu.

Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng tiếp địa.

CHƯƠNG 8: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH

Bảng 8.1: Liệt kê các thiết bị chính và hạch toán giá thành

TT Tên thiết bị Quy cáchĐơn

vị

Số

lượng

Đơn giá

(106VND)

V

(106VND)

1 Máy phát điện Cummins 4BT 3.9 Cái 1 120 120

2 Vỏ tủ điện Cái 4 1 4

3 Công tơ – Tủ tổngCU/XLPE/PVC

4x16 mm2m 40 0,1668 6,672

4 Tủ tổng – TĐ 1CU/PVC/PVC

4x10mm2m 1 0,0864 0,086


4x10mm2m 6,08 0,0864 0,525


4x6mm2m 9,38 0,0657 0,616

7 Bơm sinh hoạtCU/PVC/PVC

2(1x2,5) mm2m 1 0,012 0,012

8 Bơm bể bơiCU/PVC/PVC

2(1x2,5) mm2m 1 0,012 0,012

9 TĐ 1 – cs1CU/PVC/PVC

2(1x1,5) mm2m 93,4 0,0075 0,701


2(1x1,5) mm2m 38,27 0,0075 0,287


2(1x1,5) mm2m 46,16 0,0075 0,346

12 TĐ 1 – oc1CU/PVC/PVC

2(1x2,5) mm2m 24,6 0,0101 0,248


2(1x2,5) mm2m 14,12 0,0101 0,143


2(1x2,5) mm2m 26,45 0,0101 0,267

15 TĐ 1 – BNL(*)CU/PVC/PVC

2(1x4) mm2m 11,93 0,0186 0,222

16 TĐ 1 – BếpCU/PVC/PVC

2(1x4) mm2m 6,69 0,0186 0,124

17 TĐ 1 – ĐH (*)CU/PVC/PVC

2(1x2,5) mm2m 10,63 0,0101 0,107


2(1x1,5) mm2m 86,23 0,0075 0,647


2(1x2,5) mm2m 36,1 0,0101 0,365


2(1x2,5) mm2m 29,1 0,0101 0,294

21 TĐ 2 – BNLCU/PVC/PVC

2(1x4) mm2m 11,88 0,0186 0,221


2(1x2,5) mm2m 12,1 0,0101 0,122


2(1x1,5) mm2m 53,6 0,0075 0,402


2(1x2,5) mm2m 10,6 0,0101 0,107


2(1x2,5) mm2m 27,8 0,0101 0,281

26 TĐ 3 – BNL CU/PVC/PVC m 7,9 0,0186 0,147

2(1x4) mm2


2(1x2,5) mm2m 9,7 0,0101 0,098

28 Apt. TổngApt MCB 3P

CHINT DZ158Cái 1 0,24 0,24

29 Apt TĐ T1MCCB 3P

MitsubishiCái 1 1,1 1,1

30 Apt TĐ T2MCB 3P Schneider

IC60LCái 1 1,46 1,46

31 Apt TĐ T3MCB 3P

DOM11398Cái 1 0,693 0,693

32 Apt phụ tải tầng

MCB-1P-16A-

4,5KACái 24 0,053 1,272

RCBO-2P-20A-

30MACái 6 0,2 1,2

33 Kim chống sét Cái 1 0,22 0,22

34 Cọc tiếp địa sét Cái 3 0,41 1,23

35Cọc tiếp địa tủ

tổngCái 3 0,39 1,17

36Thanh dẫn tiếp địa

sétM 6 0,21 1,26

37Thanh dẫn tiếp địa

tủ tổngm 8 0,078 0,624

Tổng 147,521

Tổng giá thành công trình là :∑V =147,521.106 VNĐ

Tổng giá thành có tính đến công lắp đặt :

V ∑=k ld .∑V =1,1.147,521=162,273. 106VNĐ

Giá thành một đơn vị công suất đặt :

gd=V ∑

Sd

=162,27349,163

.106=3,3.106VNĐ

Chi phí vận hành hàng năm:

C vh=k0∧M .V ∑=0,02.162,273 .106=3,245. 106 VNĐ

(các giá trị k0&M và kkh lấy theo bảng 5.pl – Bài tập cung cấp điện).

PHẦN 2: CHUYÊN ĐỀ

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP 22/0,4KV CẤP ĐIỆN CHO CÔNG

TRÌNH BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN

Thiết kế trạm biến áp là nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cung cấp điện,

bởi nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng và

khả năng phát triển của phụ tải. Ngoài ra nó càn liên quan trực tiếp đến vốn đầu tư,

chi phí đầu tư và vận hành của cả lưới điện khu vực. Trong phạm vi phần này ta sẽ

thiết kế máy biến áp cung cấp điện cho công trình biệt thự nhà vườn và 7 biệt thự

khác nằm quanh nó.

Nội dung thiết kế trạm biến áp.

1. Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp.

2. Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp.

3. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn.

4. Tính toán nối đất cho trạm biến áp.

Các số liệu trạm biến áp cần thiết kế.

1. Công suất định mức: Sđm = 400KVA.

2. Điện áp định mức: 22/0,4kV.

3. Điện trở suất của đất: = 0,4.104cm.

4. Công suất ngắn mạch: SN = 400MVA.

Phương án dự kiến.

Với công suất của trạm đã cho dự kiến lắp đặt TBA kiểu treo. Là kiểu toàn

bộ các thiết bị điện cao áp và hạ áp cùng MBA của trạm được đặt trên hai cột. Đối

với tủ phân phối hạ thế có thể thiết kế trên giàn trạm hoặc hay thiết kế trong buồng

phân phối dưới đất tùy theo điều kiện thực tế.

- Sử dụng một máy biến áp 22/0,4kV.

- Phía cao áp lắp đặt một bộ cầu chì ngoài trời tự rơi để bảo vệ MBA khi ngắn mạch

và một bộ chống sét để chống sét lan truyền từ đường dây.

- Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ thế. Trong đó có các aptomat tổng (AT), aptomat

nhánh (AN) và 3 đồng hồ ampe đo cường độ dòng của toàn trạm. một đồng hồ

vôn, kèm một chỉnh mạch để kiểm tra điện áp pha. Một công tơ vô công 3 pha và

một công tơ hữu công 3 pha để đo công suất tiêu thụ toàn trạm. Một bộ máy biến

dòng TI.

CHƯƠNG 1

CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP

1.1. Chọn máy biến áp:

Công suất máy biến áp được chọn phải thỏa mãn :

SBđm≥ S pt .tt=49,163.8=393,3 kW

Vậy chọn máy biến áp loại ABB 400 – 22/0,4 kV có thông số kĩ thuật như

sau:

LoạiSdm

(kVA)

UC

(kV)

UH

(kV)

P0

(kW)

PN

(kW)UN% I0% Tổ đấu dây

ABB 400 22 0,4 0,84 5,75 4 6,0 Y/Yo-12

Bảng 1.1: Thông số MBA trạm treo.

1.2. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp:

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý trạm treo 315kVA-22/0,4kV

STT Tên thiết bị1 Cầu dao phụ tải2 Chống sét van cao áp3 Cầu chì tự rơi4 Máy biến áp5 Hệ thống tiếp địa MBA6 Cáp tổng7 Hệ thống đo đếm8 Tủ hạ áp9 Aptomat tổng AT10 Aptomat nhánh11 Thanh cái12 Chống sét van hạ áp

CHƯƠNG 2

LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP

2.1. Lựa chọn các thiết bị điện cao áp

Các thiết bị cao áp được chọn theo các điều kiện sau :

Dòng điện cưỡng bức phía cao áp của MBA xác định theo điều kiện quá tải

bình thường của MBA với hệ số quá tải kqt=1,3 là :

I lvcb=kqt . SdmB

√3.U dmC

=1,3.40022.√3

=13,646 A

Với dòng điện nhỏ,chiều dài đường dây từ trạm đến phụ tải không dài nên

chọn tiết diện theo điều kiện nào cũng nhỏ.

a) Chọn cầu dao phụ tải

Công dụng :

Dùng để cách ly và đóng cắt dòng điện phụ tải

Điều kiện chọn :

U dmCL ≥ U luoi=22 kV

I dmCL ≥ I CB=13,646 A

Tra theo bảng 2.29 sổ tay tra cứu thiết bị điện.

Chọn cầu dao phụ tải do ABB chế tạo có thông số sau :

LoạiUdm

(kV)

Idm

(A)

IN (kA)INcat

(kA)1

s3s

NPS 24 B1-

K4J224 400

1

610 40

Bảng 2.1: Thông số cầu dao phụ tải

b) Chọn chống sét van.

Công dụng: Dùng để bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây trên không

truyền vào trạm biến áp.

Điều kiện chọn:

Trạm cung cấp điện từ đường dây trên không nên phải đặt chống sét van ở

đầu vào của trạm.

Tra bảng 8.2 sổ tay tra cứu thiết bị điện.

Ta sẽ chọn chống sét van do SIEMENS chế tạo có thông số sau :

Loại Vật liệu Udm (kV) IPđm (kA) Vật liệu vỏ

3EG4 Cacbua silic (SiC) 24 5 Sứ

Bảng 2.2: Thông số chống sét van

c) Chọn cầu chị tự rơi.

Công dụng: Là thiết bị điện dùng để đóng cắt khi không tải cho TBA và làm

nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải.

Điều kiện chọn :

U dmCL ≥ U luoi=22 kV

I dmCL ≥ I CB=13,646 A

Tra cứu sổ tay tra cứu thiết bị điện :

Ta sẽ chọn cầu chì tự rơi do SIEMNS chế tạo có thông số sau :

Loại cầu

chì

Uđm

(k

V)

I

đm

(

A

)

IN

cắt

(k

A)

Khối

lượng

(kg)

3GD1

403-4B24

1

640 3,8

Bảng 2.3: Thông số cầu chì tự rơi

d) Chọn sứ cao áp.

Công dụng: Cách điện dây dẫn với các tầng xà.

Điều kiện chọn:

Sứ đặt ngoài trời:

Kiểm tra ổn định động:

Trong đó :

Fph : lực phá hoại cho phép của sứ.

F’tt : lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch ba pha.

Với

Ftt :lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch bap ha được tính theo

công thức:

Trong đó:

l : khoảng cách giữa hai sứ liền nhau của một pha,cm

a: khoảng cách giữa các pha,cm

Ixk: giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch xung kích

H : chiều cao của sứ

H1 : chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn,

Ta sẽ chọn sứ do Liên Xô chế tạo có thông số sau :

KiểuUdm

(kV)

Fph

(kg)

Upđ khô

(kV)

Upđ ướt

(kV)

Khối lượng

(kg)

0WH-35-2000 35 2000 120 80 44,6

Bảng 2.4: Thông số sứ cao thế

e) chọn thanh dẫn xuống MBA.

Ta sử dụng thanh dẫn mềm, ICB=13,646 (A).

Tiết diện chọn theo điều kiện :

Trong đó:

Qxq= nhiệt độ xung quanh(350)

Qch= nhiệt độ chuẩn(250)

I cp ≥I cb

0,88=13,646

0,88=15,506 A

Ta chọn thanh dẫn đồng đặc tiết diện tròn với đường kính là 7mm; I cp=195A

có sơn để phân biệt pha.

2.2. Chọn các thiết bị điện hạ áp.

Các thiết bị được đặt trong ngăn hạ áp. Ngăn hạ áp thật ra là một tủ phân

phối trong đó có đầy đủ các thiết bị đóng cắt và đo đếm điện năng,làm nhiệm vụ

phân phối điện cho các phụ tải.

Dòng điện định mức phía hạ áp là :

I lvmax=SdmB

√3 .U đm

= 400√3 .0,4

=577,35 A

Khi chọn các thiết bị hạ áp ta dựa vào các điều kiện sau:

U đm ≥U đmmang=0,4 kV

I đmtb ≥ I lvmax=577,35 A

a) Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối.

Do chiều dài của cáp ngắn nên ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài

cho phép.Ta có điều kiện :

k 1 . k2 . I cp ≥ Ilvmax=577,35 A

Trong đó:

k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt .

k2: Hệ số hiểu chỉnh số cáp đặt song song.cáp đơn k2=1.

I cp ≥I lvmax

k1 . k2

= 577,350,866.1

=666,68 A

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC, do hãng LENS chế

tạo có các thông số sau:

F(mm2) r0 (/km)

ICP(A)

Trong

nhà

Ngoài

trời

( 3x400)+30

0E0,05/0,07 580 640

Bảng 2.5: Thông số cáp

b) Chọn aptomat tổng

Aptomat được chọn theo điều kiện:

U dmA ≥ U dmm=0,4 kV

I dmA ≥ I cb=kqt . Ilvmax=577,35.1,3=750,56 A

I CdmA ≥ I N ¿

Bảo vệ quá dòng và thao tác đóng cắt mạch hạ thế bằng 1 Aptomat tổng 3

pha do Shneider chế tạo có các thông số sau:

Loại IđmA

(A)

ICđmA

(380V)

ttđ rơ le nhiệt ( BV quá tải) ttđ rơ le điên từ

1,3Iđm 6Iđm

COMPACT-NS 800A 50kV

Bảng 2.6: Thông số aptomat tổng

c) Chọn aptomat nhánh

Vì từ thanh cái cao áp có ba lộ ra cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ

là như nhau nên aptomat nhánh được chọn theo điều kiện sau:

U dmA ≥ U dmm=0,4 kV

I dmA ≥ I cb=kqt . Ilvmax=577,35.13=192,45 A

I CdmA ≥ I N

Vậy chọn Aptomat nhánh do Nhật chế tạo có các thông số sau:

LoạiIdmA

(A)

ICdmA

(380V)

ttd.rơ le nhiệt (BV quá tải) ttd.rơ le điên từ

1,3Idm 6Idm ≥10Idm

NF-200 SP-3P 200A 50kV ≤30min ≤10s ≤0,1s

Bảng 2.7: Thông số aptomat nhánh

d) Chọn thanh cái hạ áp

Chọn tiết diện thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép:

I cp ≥ I lvcb=750,56 A

Chọn thanh cái bằng đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha,

thông số cho bảng sau: (tra bảng 7.2 sổ tay tra cứu thiết bị điện)

Kích thước F M(kg/m) ICP

(mm) (mm2) (A)

50x5 250 2,225 860

Bảng 2.8: Thông số thanh cái hạ áp

e) Chọn máy biến dòng BI

Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau:

U đm ≥U đmmang=0,4 kV

I đmtb ≥ I cb=750,56 A

Cấp chính xác của BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo.

Chọn máy biến dòng do Liên Xô chế tạo, có các thông số kỹ thuật sau:

LoạiUdm

(kV)

I

d

m

(

A

)

Số

cuộn

dây thứ

cấp

Dung lượng

(VA)

Cấp chính

xác

TKM

-0,50,5

5

-

8

0

0

1 10 0,5

Bảng 2.9: Thông số máy biến dòng

f) Chọn sứ đỡ thanh cái.

Ta chọn sứ o-1-1250YT3 do Liên Xô chế tạo có các thông số sau: (tra sổ tay tra cứu

thiết bị điện)

Loại sứUdm

(kV)

UPđ khô

(kV)

Phụ tải phá hoại

(kg)

Chiều cao

(mm)

o-1-20YT3 1 11 250 62

Bảng 2.10: Thông số sứ đỡ thanh cái

g) Các thiết bị đo đếm điện năng.

Tên đồng hồĐơn

vị

Loạ

i

C

ấp

ch

ín

h

xá

c

Công suất tiêu

thụ (VA)

Cu

ộn

điệ

n

áp

Cuộ

n

dòng

điện

Ampe - mét A378

1,

50,1

Vôn - mét V378

1,

52

Công tơ tác

dụngWh

M

V3

E4

1,

52 0,5

Công tơ phản

khángVAh

M

V3

E4R

1,

52 0,5

Bảng 2.11: Các thiết bị đo đếm

Để đảm bảo độ bền cơ học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến các dụng cụ

đo là dây dẫn đồng 1 sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên và vỏ bọc có màu

tương ứng với màu quy ước của từng pha.

h) Chọn cáp đầu ra của nhánh.

Cáp được chọn theo điều kiện sau :

Dòng làm việc lâu dài cho phép:

k 1 . k2 . I cp ≥ Ilvmax=577,35 A

Trong đó:

Với: K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt.

K2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song (n=3) ; lấy K2 = 0,9

I cp ≥I lvmax

3. k1 . k2

= 577,353.0,71 .0,9

=301,17 A

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC, do hãng LENS chế

tạo có các thông số sau: (bảng 4.23 sổ tay tra cứu thiết bị điện)

F(mm2)

r0

(

/km

)

ICP(A)

Trong

nhàNgoài trời

(3x95)+

(1x50)

0,193

/0,38

7

301 298

Bảng 2.12: Thông số cáp điện đầu ra

i) Chọn tủ phân phối hạ áp.

Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện: Tủ gồm hai ngăn được lắp trên cột cạnh máy biến

áp. Trong đó lắp đặt hệ thống đếm điện năng .

Ngăn đếm: Gồm 01 bộ TI 600/5A, đồng hồ công tơ tác dụng 3 pha 380/220-

5A công tơ phản kháng 3 pha 380/220V - 5A

Ngăn phân phối đo lường và bảo vệ gồm có: 01 bộ TI- 600/5A, 03 Ampemet

0600A, 01 vôn mét 0450V, lắp 01 Aptômát tổng 600A và 03 Aptômát nhánh

200A của Nhật.

Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thước cao 1,2m – rộng 0,8m – dày 0,6m

( Lưu ý: Hai bên và mặt trước thành tủ nên bố trí khe thông gió để làm mát )

Hình 2.1: Trạm biến áp treo

Bản vẽ:

-BV16: Mặt bằng, mặt đứng trạm biến áp treo

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ

3.1. Tính toán ngắn mạch.

Tính toán ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra

thiết bị đã chọn. Vì yêu cầu tính các dòng ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện đã

chọn nên ta sẽ chọn các điểm ngắn mạch như hình vẽ.

Hình 3.1: Sơ đồ vị trí điểm ngắn mạch.

Chọn điểm ngắn mạch:

- Để kiểm tra các thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1.

- Để kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch :

N2 – Kiểm tra cáp hạ thế lộ tổng và áptômát tổn

N3 – Kiểm tra các áptômát nhánh và cáp của lộ phụ tải.

Giả thiết ngắn mạch xảy ra là dạng ngắn mạch 3 pha đối xứng và coi

nguồn có công suất vô cùng lớn. Vì trạm biến áp được coi là ở xa nguồn, nên

khi tính toán ngắn mạch ta có thể xem: IN = I” = I.

Điện kháng của hệ thống có thể được tính gần đúng qua công suất ngắn

mạch của máy cắt đầu nguồn: SN = 400 MVA.

Đường dây 22kV trên không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn

loại AC-120 có chiều dài 10km.

Dây AC-120 có r0 = 0,27Ω/km ; x0 = 0,423Ω/km

Điện trở đường dây :

RD = ro.l = 0,27.10 = 2,7 ()

Điện kháng đường dây :

XD = xo.l = 0,423.10 = 4,23 ()

3.1.1. Tính toán ngắn mạch phía cao áp.

Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N1 :

Ta có : Utb = 1,05Uđm = 23kV

Điện kháng của hệ thống là:

X HT=U tb

2

SN

= 232

400=1,323 Ω

Tổng trở của đường dây 22kV cấp điện cho TBA:

Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là:

Z∑1=√R∑12 +X∑1

2 =√2,72+(1,323+4,23)2=6,174 Ω

Dòng ngắn mạch tại điểm N1là :

I N 1=U tb

√3 . Z∑1

= 23√3 .6,174

=2,15kA

Dòng điện xung kích là:

ixk=k xk .√2 . I N 1=1,8.√2.2,15=5,473 kA

3.1.2. Tính toán ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV :

Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta có thể coi MBA hạ áp là nguồn (vì

được nối với hệ thống có công suất vô cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp không

thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, do vậy ta có: IN = I = I.

Sơ đồ thay thế như sau:

Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2:

Tổng trở của Máy Biến Áp:

ZB=∆ Pn . U đm

2 .106

Sđm2 + j

U n % .U đm2 . 104

400=5,75. 0,42. 106

4002 + j4.0,42 .104

400=5,75+ j 16(mΩ)

Tổng trở của cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp : ZC = RC + j XC

Cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp có: r0 = 0,05(m/m), x0 = 0,07(m/m)

Giả sử cáp có chiều dài là 2m ta được :

Zc=0,05.2+ j 0,07.2=0,1+ j 0,14(mW )

Tổng trở của áp tô mát là:

Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N2:

Z∑2=ZB+ZC+Z AT=5,75+ j 16+0,1+ j0,14+0,12+ j 0,094=5,97+ j16,231(mΩ)

Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N2:

I N 2=U dm

Z∑2 .√3= 400

√3 .√(5,972+16,2312)=13,35 kA

Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N2:

ixk 2=k xk .√2 . I N 2=1,8.√2 .13,35=33,98 kA

Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3:

Ta có tổng trở thanh cái hạ thế kích thước 50x5(mm): LTC = 0,6m; r0 = 0,34

(m/m) ; x0 = 0,192(m/m)

ZTC =(0,34 + j0,192 ). 0,6 = 0,204+0,115j(m).

Tổng trở của áp tô mát nhánh là:

ZAN = 0,36 +j0,28 (m)

Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N3:

Z∑2=Z∑ 2+ZC+ZAT=5,97+ j 16,231+0,204+ j 0,115+0,36+ j 0,28=6,534+ j16,626 (mΩ)

Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N3:

I N 3=U dm

Z∑3 .√3= 400

√3 .√(6,5342+16,6262)=12,92 kA

Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N3:

ixk 3=k xk .√2 . I N 3=1,8.√2.12,92=32,89 k A

3.2. Kiểm tra các thiết bị, khí cụ điện đã chọn .

a) Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1-K4J2 - 24kV :

Điều kiện kiểm tra:

+ UđmCD = 24 (kV) > Uđm mang = 22 (kV)

+ IđmCD = 400 (A) > ICb =13,646 (A)

+ IđmN-3s = 10 (kA) > IN = 2,15 (kA)

+ IđmCắt = 40 (kA) > IN1 = 2,15 (kA)

thoả mãn điều kiện.

b) Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1 403-4B- 24kV :


+ UđmCC = 24 (kV) > Uđm mạng = 22 (kV)

+ IđmCC = 16 (A) > ICb =13,646(A)

+ IđmCắt = 40 (kA) > IN1 = 2,15 (kA)

thoả mãn điều kiện.

c) Kiểm tra sứ đỡ cao áp Sứ 0WH-35-2000:


+ UđmSứ =35 (kV) > Uđm mạng = 22 (kV)

+ Ftt FCP

Trong đó:

FCP = 0,6. FPh = 0,6.2000 = 1200 (kG)

Ftt

Với cấp điện áp 6 35kV thì: l = 80 200cm; a = 30 100cm

Ta chọn: l = 1,20m; a = 0,6 m.

Ta thấy: FCP = 1200(kG) > Ftt = 0,953(kG)

Đạt yêu cầu.

d) Kiểm tra thanh cái hạ áp:

Kiểm tra thanh cái 0,4kV theo điều kiện ổn định động:

Trong đó: M : Là mô men uốn tính toán

W : Là mô men chống uốn của thanh dẫn

Ta có:

Với: l = 50 cm : Là khoảng cách giữa 2 sứ đỡ.

a = 15 cm : Là khoảng cách giữa các pha.

ixkN2 = 33980 A

M=1,76. 10−8 .5015

.339802 .5010

=338,69(kG .cm)

σ=MW

=338,690,6

=564,48( kG

cm2)

Mà thanh cái hạ áp bằng đồng 50x5 mm, có: = 2200kg/cm2.

σ=564,48( kG

cm2 )<σ cp=2200 kg/cm2

Thỏa mãn yêu cầu.

e) Kiểm tra Aptomat tổng COMPACT-NS-3P:


+ UđmA =380 (V) = Uđm mạng

+ IđmA =800 (A) Ilv max = 577,35(A)

+ ICđmA = 50 (kA) IN2 = 33,98(kA)

Đạt yêu cầu.

f) Kiểm tra Aptomat nhánh NF-200 SP-3P:


+ UđmA =380 (V) = Uđm mạng

+ IđmA = 200 (A) Ilv max = 192,45 (A)

+ ICđmA = 50 (kA) IN3 = 12,92 (kA)

Đạt yêu cầu.

CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP

Hệ thống nối đất được kết cấu bởi các thanh thép góc L60x60x6mm dài l =

2,5m và chúng được nối với nhau bằng thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối

đất xung quanh trạm biến áp.

Các cọc đóng sâu được chôn sâu h = 0,8m.

Mặt bằng trạm là: l1xl2 = (6x4)m2.

Điện trở suất của đất là đo = 0,4.104 (cm).

Hệ số hiệu chỉnh theo mùa của cọc và thanh nối đất là:

Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4

Yêu cầu của điện trở nối đất đối với trạm có Uđm = 22kV : Rnđ 4 .

4.1. Điện trở nối đất của thanh

Điện trở nối đất của thanh được tính theo công thức sau :

Trong đó :

= đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6= 64 (m)

L là chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m)

d là đường kính thanh, vì thanh là thép dẹt nên:

K là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f(l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81

4.2. Điện trở nối đất của cọc

Điện trở nối đất của cọc tính theo công thức:

Trong đó:

= đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4= 56 (m)

l là chiều dài cọc : l = 2,5m

d là đường kính cọc, vì cọc là thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b.

d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m)

4.3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc.

Mặt bằng bố trí tiếp địa:

Hình 4.1: Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt hệ thống nối đất TBA

Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng của thanh và cọc là:

t = 0,36; c = 0,56.

Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc :

Ta có: Rht = 3,107() < Rđ = 4()

Vậy hệ thống nối đất đã thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật.

Tài liệu tham khảo

[1]. Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà

xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[2]. Bài tập cung cấp điện. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ

thuật Hà Nội.

[3]. Mạng lưới điện. Tác giả: Nguyễn Văn Đạm. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà

Nội.

[4]. Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4 – 500kV. Tác giả: Ngô Hồng Quang. Nhà xuất bản

Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[5]. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện. Tác giả: Phạm Văn Hòa. Nhà xuất bản


[6]. Tài liệu hướng dẫn thiết kế tôt nghiệp kỹ thuật điện cao áp. Tác giả: Nguyễn Minh

Chước.

[7]. Bảo hộ lao động và kỹ thuật an toàn điện. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà xuất bản


[8]. Hệ thống cung cấp điện – Trần Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội.

Danh mục bản vẽ

Ký hiệu Tên bản vẽ Trang

BV01 Mặt bằng tầng 1 công trình 6



BV04 Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 1 48



BV07 Mặt bằng điện ổ cắm tầng 1 55



BV10 Mặt bằng điều hòa tầng 1 55



BV13 Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 1 55



BV16 Sơ đồ nguyên lý cấp điện công trình 81

BV17 Mặt bằng chống sét biệt thự 101

BV18 Mặt bằng nối đất tiếp địa của biệt thự

BV19 Sơ đồ mặt bằng, mặt đứng trạm biến áp treo 22/0,4

Đồ án tốt nghiệp biệt thự hoÀn thÀnh.docx

Documents