Đặt vấn đề Ngày nay, đất nước ta đang trên đà phát triển với nhiều sự đổi mới trong lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật…, mang lại nhiều lợi ích về sản xuất, góp phần nâng cao chất lượng đời sống của con người. Đi cùng với đó là sự phát triển, mọc lên không ngừng của của các cơ sở sản xuất, tòa nhà cao tầng, căn hộ hiện đại đòi hỏi những hệ thống, cơ cấu trang thiết bị hiện đại để có thể vận hành một cách tối ưu và an toàn. Vì thế, yêu cầu đặt ra về một hệ thống điện đáp ứng đầy đủ các yếu tố trên là vô cùng cần thiết. Hệ thống điện hiện đại ngày càng phức tạp, đòi hỏi khâu thiết kế phải đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu, phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.
Một phương án cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện, giảm tổn thất điện năng, vận hành đơn giản và thuận tiện trong việc bảo trì sửa chữa và đảm bảo sự an toàn cho con người trong quá trình sử dụng. Được sự hướng dẫn của Thầy PGS. TS Trương Việt Anh, tôi chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà phức hợp văn phòng thương mại Cobi Tower II” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Tìm ra phương pháp cung cấp điện hợp lý cho tòa nhà nhằm tối ưu lượng điện năng tiêu thụ. - Tạo ra một môi trường an toàn cho người dân làm việc trong tòa nhà cũng như khách hàng đến tham quan mua sắm tại khu thương mại công cộng.
- Củng cố lại kiến thức đã học và áp dụng. Làm quen với công việc thiết kế. - Lĩnh hội được kinh nghiệm cũng như những kiến thức quý báu từ Giáo viên hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung đồ án chủ yếu tập trung vào những vấn đề sau: - Đề ra giải pháp cấp điện cho tòa nhà. - Thiết kế chiếu sáng.
- Xác định phụ tải tính toán. - Tính toán chọn máy biến áp - Tính toán chọn máy phát dự phòng. - Chọn tụ bù. - Chọn dây dẫn cho công trình.
- Chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ phía hạ thế. - Thiết kế nối đất, chống sét. - Lập bảng dự toán và báo giá. SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 1 CHƯƠNG 2.
TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN 2.1 Khái quát chung về dự án Tên dự án: Tòa nhà văn phòng phức hợp Cobi Tower II. 1 Hình ảnh tòa nhà Cobi Tower II mô phỏng trên Revit. Địa điểm xây dựng: số 8, Hoàng Văn Thái, Quận 7, TP.HCM Cơ cấu công trình: - Tầng hầm B1~B2: Bãi đổ xe, phòng kỹ thuật, phòng máy biến áp. - Tầng 1~ 3: Cửa hàng cho thuê, phòng máy phát điện.
- Tầng 4 ~16: Văn phòng cho thuê. - Tầng 17: Tầng kỹ thuật 2.2 Giải pháp cấp điện Dự án “Căn hộ và Văn phòng cao tầng COBI TOWER II” thuộc hộ phụ tải loại III, trong đó có những phụ tải quan trọng phải được cấp điện từ hai nguồn, 1 nguồn chính được cung cấp từ máy biến áp và 1 nguồn dự phòng từ máy phát điện. SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 2 Nguồn trung thế cấp điện áp 22kV từ mạng lưới trung thế bên ngoài đi vào tòa nhà bằng cáp trung thế đi trên thang cáp. Nguồn điện này được đấu nối vào tủ RMU tại phòng điện đặt ở tầng hầm 1.
Từ đây, nguồn điện trung thế sẽ được cung cấp đến 2 máy biến áp khô 1000kVA, được hạ áp thành nguồn điện với cấp điện áp 400/230V, 50Hz. Sau đó sẽ được chia thành 2 lộ đi vào 2 tủ phân phối chính (MSB1 và MSB2), từ đây cấp nguồn đến các tủ điện tầng (DB) bằng hệ thống Busway và cáp đi trên thang máng cáp đặt bên trong hộp Gen điện (đặt biệt dùng dùng cáp chống cháy cho các tủ điện và thiết bị phục vụ công tác PCCC như: bơm chữa cháy, quạt hút khói, thang máy chữa cháy…). Một máy phát điện có công suất 480kVA được lắp đặt nhằm cung cấp nguồn điện dự phòng cho các tải khẩn cấp và các tải công cộng trong trong trường hợp nguồn điện chính bị gián đoạn.3 Mô tả hệ thống điện - Trạm biến áp: Trạm biến áp bao gồm 2 tủ trung thế, 2 máy biến áp khô với công suất mỗi máy 1000kVA có cấp điện áp vào 22/0. Điện năng tiêu thụ của tòa nhà sẽ được tính và đo đếm bởi công ty điện lực.
Đồng hồ đo đếm trung thế 22kV sẽ được lắp đặt tại vị trí thuận lợi để quan sát. - Máy phát điện dự phòng (Tủ điện hạ thế chính (MSB1 và MSB2): Tủ điện hạ thế chính bao gồm các Aptomat (ACB/MCCB) đầu vào từ MBA và máy phát điện và các Aptomat (ACB/MCCB) tại đầu ra đến các tủ phân phối. Đồng thời tủ điện hạ thế chính cũng bao gồm hệ thống tụ bù nhằm tự động điều chỉnh hệ số công suất liên tục trong mức giới hạn cho phép của điện lực. - Cầu dao chuyển đổi nguồn tự động (ATS) Trong điều kiện nguồn điện cung cấp không ổn định từ luới điện quốc gia, toà nhà được trang bị máy phát điện dự phòng với cầu dao chuyển đổi nguồn tự động kết nối giữa máy biến áp và máy phát điện.
Cầu dao chuyển đổi tự động sẽ kết chuyển nguồn giữa máy biến áp và máy phát ngay lập tức khi nguồn cấp điện lưới bị ngắt và sẽ tự động chuyển đổi trở lại ngay sau khi nguồn lưới điện quốc gia được khôi phục. - Tủ Điện phân phối Mỗi khu vực sẽ được bố trí tủ điện phân phối nhằm cung cấp điện chiếu sáng hay ổ cắm cho khu vực đó, ngoại trừ các thiết bị chính như trạm bơm, máy lạnh trung tâm, thang máy sẽ được bố trí tủ điện riêng. Mỗi khu bán hàng và khu vực thương mại cho thuê có thể cung cấp và trang bị tủ điện và điện kế riêng được đấu nối trực tiếp từ tủ điện tầng. SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 3 2.4 Hệ thống chống sét và nối đất - Hệ thống chống sét Hệ thống chống sét được được cung cấp bởi hệ thống chống sét phát tia tiên đạo sớm bao gồm kim thu sét, dây thoát sét, bộ đếm sét, đo điện trở đất, cọc nối đất, vv.
- Hệ thống nối đất Hệ thống nối đất được thiết kế để trung hòa, tản dòng điện rò của các tủ phân phối và toàn bộ các thiết bị sử dụng điện khi có sự cố. Vỏ bọc bên ngoài của tủ phân phối hạ thế, vỏ bọc máy biến áp, hộp bảng điện cao thế, dây dẫn bảo vệ PE … được gắn vào trạm nối đất chính. Hệ thống tiếp đất bao gồm hệ cọc thép mạ đồng nối đất, cáp đồng trần, hàn hóa nhiệt. Điện trở nối đất cho hệ thống chống sét và hệ thống điện được trình bày tại chương 10 và chương 11.
SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 4 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 3.1 Thiết kế chiếu sáng 3.1 Tiêu chuẩn áp dụng TCXD 16-1996: Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng. TCVN 3743: Chiếu sáng nhân tạo nhà công nghiệp và các công trình công nghiệp. TCVN 7114-2008: Ecgônômi-Chiếu sáng vùng làm việc.
TCVN 4400-1987: Kỹ thuật chiếu sáng-Thuật ngữ định nghĩa. QCVN12:2014/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng.2 Phương pháp tính toán ❖ Phương pháp quang thông: Bước 1: Thu thập các thông tin ban đầu - Kích thước phòng - Độ phản xạ trần, tường, sàn - Chức năng phòng - Môi trường làm việc - Yêu cầu về mức độ tự động hóa, tiết kiệm điện, bảo trì, an toàn chống cháy nổ. - Yêu cầu khác Bảng 3. 1 Hệ số phản xạ Các hệ số phản xạ Thương nghiệp Công nghiệp nhẹ Công nghiệp nặng Trần 80% 50% 0% Tường 50% 30% 30% Sàn 20% 10% 10% Bước 2: Chọn bộ đèn Xác định quang thông ban đầu của bộ đèn 𝐹đ = 𝑁𝑏 𝐹𝑏 (𝑙𝑚) (3-1) Trong đó: - Fđ là quang thông ban đầu của bộ đèn - nb là số bóng trong một bóng đèn SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 5 Bước 3: Xác định độ cao treo đèn Độ cao treo đèn (HTT): là khoảng cách từ đèn đến mặt phẳng làm việc.
𝐻𝑇𝑇 = 𝐻 − 𝐻𝐿𝑉 (𝑚) (3-2) Bước 4: Xác định hệ số sử dụng CU Hệ số sử dụng CU phụ thuộc vào: chỉ số phòng, loại bộ đèn và các hệ số phản xạ của trần, tường sàn. Chỉ số phòng i: 𝑆 (3-3) 𝑖= 𝐻𝑡𝑡 (𝐷1 + 𝐷2 ) Trong đó: D1, D2, S lần lượt là chiều rộng, chiều dài và diện tích khu vực được chiếu sáng, Htt là chiều cao treo đèn tính toán. Bước 5: Xác định hệ số mất mát ánh sáng LLF Hệ số mất mát ánh sáng phụ thuộc vào: loại bóng đèn, loại bộ đèn, chế độ hoạt động của bộ đèn, tính chất môi trường, chế độ bảo trì đèn… Xác định hệ số bảo trì MF 𝑀𝐹 = 𝐿𝐿𝑀𝐹 × 𝐿𝑆𝐹 × 𝐿𝑀𝐹 × 𝑅𝑀𝐹 = 𝐿𝑎𝐿𝑀𝐹 × 𝐿𝑀𝐹 × 𝑅𝑀𝐹 Trong đó: MF: Maintenance Factor. LLMF: Lamp Lumen Maintenance Factor.
LSF: Lamp Survival Factor. LMF: Luminare Maintenance Factor or Light Output Ratio. RMF: Room Maintenance Factor. Bước 6: Xác định độ rọi yêu cầu Độ rọi yêu cầu phụ thuộc vào tính chất công việc, công năng của phòng Bảng 3.
2 Bảng quy định độ rọi Độ rọi tối thiểu Khu vực (lux) Văn Phòng 400 Phòng bảo vệ/ nhân 150 viên Phòng tắm/ toilet 100 Ban công/ hành lang/ 100 sảnh Cửa hàng/ TMDV 300 SVTH: Ngô Ngọc Sơn - 19135035 Trang 6 Nhà kho 100 Bãi đổ xe 100 Phòng đệm cầu thang 100 Phòng trạm biến áp 200 Phòng tủ điện/ trực 200 PCCC (1) QCVN 12:2014 BXD, TCVN 7114-1:2008 Bước 7: Xác định số bộ đèn cần sử dụng 𝐸𝑦𝑐 𝑆 (3-4) 𝑛đ = 𝐹đ 𝐶𝑈 𝐿𝐿𝐹 Bước 8: Phân bố các bộ đèn Cần chú ý đảm bảo độ rọi đồng đều và tránh bị chói bằng cách thỏa mãn yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các đèn và giữa đèn với tường. Nếu L là khoảng cách giữa 2 đèn, Htt là độ cao treo đèn, Dt là khoảng cách giữa các dây đèn với tường thì để đảm bảo tính đồng đều cần kiểm tra các tỉ số sau: 𝐿 ▪ Tỉ số ∝= nên lấy trong phạm vi: 𝐻𝑡𝑡 - ∝≈ 1.5 đối với đèn huỳnh quang.8 đối với đèn HID – trần cao.6 đối với đèn HID – trần thấp. 𝐷𝑡 ▪ Tỉ số 𝛽 = nên lấy trong phạm vi: 𝛽 = 0. 𝐿 Bước 9: Dùng phần mềm mô phỏng (Dialux, Visual …) Áp dụng đối với những hệ thống chiếu sáng cho khu vực có hình dạng đặt biệt như căn hộ, shophouse, penhouse và những khu vực sử dụng cùng lúc nhiều loại đèn khác nhau.