ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình hiện đại hóa mới, có nhiều đổi mới trong công nghệ giúp ích cho nhu cầu về sản xuất và đời sống của con người và đi cùng với những đổi mới đó là yêu cầu đặt ra cho các cơ sở sản xuất, chung cư cao tầng, cao tầng văn phòng là phải trang bị một hệ thống cơ cấu trang thiết bị hiện đại. Vì yêu cầu đặt ra về việc trang bị các hệ thống máy móc và công cụ thì việc thiết kế cung cấp điện luôn giữ một vai trò rất quan trọng. Do đó, thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng cũng không ngoại lệ, các giải pháp cung cấp điện tốt sẽ giúp tiết kiệm năng lượng điện tiêu thụ và đảm bảo an toàn cho những khu vực riêng tư cũng như khu vực công cộng. Thiết kế cung cấp điện cho công trình bao gồm: thiết kế hệ thống mạng điện động lực, thiết kế hệ thống chiếu sáng, hệ thống chống sét và nối đất an toàn.
Việc thiết kế phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật, an toàn cho con người. Vì vậy, nhóm chọn đề tài ‘’Thiết kế cung cấp điện cho Chung cư Phúc Lộc Thọ’’. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Tính toán hệ thống chiếu sáng cho công trình. - Tính phụ tải tính toán, chọn các phần tử trong hệ thống điện cho công trình và lập dự toán vật tư điện.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Đồ án tập trung vào những vấn đề sau: - Thiết kế hệ thống chiếu sáng. - Xác định phụ tải tính toán. - Tính chọn trạm biến áp cho tòa nhà (22kV/0,4kV). - Tính chọn máy phát điện dự phòng (22kV/0,4kV).
- Chọn dây dẫn cho công trình. 5 do an - Chọn các phần tử đóng cắt, bảo vệ hạ thế. - Thiết kế hệ thống chống sét, nối đất an toàn. - Lập dự toán và lựa chọn các thiết bị.
GIỚI HẠN ĐỒ ÁN Đồ án giới hạn thực hiện các nội dung sau: - Thiết kế chiếu sáng cho căn hộ. - Tính toán nhu cầu phụ tải. - Lựa chọn máy biến áp, máy phát điện. - Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ phía trung áp và hạ áp.
- Thiết kế hệ thống chống sét và nối đất an toàn. - Tìm hiểu thông số của những thiết bị chính được sữ dụng. - Lập bảng dự toán cho một số tủ điện chính. TỔNG QUAN DỰ ÁN 1.
Mô tả dự án Dự án thiết kế cung cấp điện cho chung cư 5 tầng “ Phúc Lộc Thọ” Tổng diện tích: 2650m2. Căn hộ chung cư số lượng căn hộ:40 căn hộ 2. Yêu cầu kỹ thuật Hệ thống điện cho công trình chủ yếu phục vụ cho nhu cầu chiếu sáng, cung cấp nguồn cho các thiết bị điện dân dụng, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống bơm nước, thang máy, thiết bị viễn thông. Với mục đích như trên nên chúng ta cần phải đảm bảo các yêu cầu trong quá trình thiết kế như sau: - Đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn, đúng kỹ thuật.
- Đảm bảo cung cấp nguồn liên tục và ổn định. - Tiết kiệm tối đa nguồn năng lượng điện. - Phù hợp và tăng thêm nét đẹp kiến trúc. 6 do an - Ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến để tối ưu hóa công năng sử dụng của công trình.
- Dễ dàng kiểm soát, bảo trì hệ thống khi hoạt động. 7 do an CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ I. GIẢI PHÁP CẤP ĐIỆN Nguồn điện cung cấp cho công trình bao gồm: - Điện lưới 22kV 3-pha 50 Hz của điện lực địa phương. - Điện máy phát dự phòng.
Nguồn điện lưới Tòa nhà sử dụng tủ trung thế 2 ngăn vào, cấp nguồn từ 2 nguồn riêng biệt để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và 1 ngăn lộ ra của tủ trung thế sẽ cấp nguồn đến máy biến áp 1600kVA bằng tuyến cáp trung thế. Máy biến áp trong công trình này sẽ sử dụng máy biến áp khô, cấp điện áp 230/400V 3-pha, 50 Hz. Nguồn điện này được lấy từ lưới điện lực địa phương để cung cấp cho toàn bộ các phụ tải trong công trình. Nguồn điện dự phòng (Máy phát điện) Căn cứ vào tổng mặt bằng và hình khối cũng như quy mô của dự án.
Chúng tôi thiết kế máy phát điện 220/380V – Prime/Standby 573/630 kVA dự phòng cấp nguồn cho tòa nhà. Trang bị thêm 1 máy phát điện 12kVA, 230/400V, 50Hz đặt tại tầng kỹ thuật để cấp nguồn thứ 3 cho quạt điều áp buồng thang 2 ( thang N3) và buồng đệm. Lượng dầu dự trữ cho phép máy chạy liên tục 8h trong trường hợp đầy tải. Giữa máy biến áp và máy phát dự phòng có sử dụng một bộ chuyển đổi nguồn tự động (ATS), tự động khởi động máy phát và cung cấp điện cho phụ tải sau 10 giây khi lưới bị mất.
Tủ ATS là hệ thống chuyển đổi nguồn tự động, có tác dụng khi điện lưới mất thì máy phát điện tự động khởi động và đóng điện cho phụ tải. Khi nguồn lưới phục hồi thì hệ thống tự động chuyển nguồn trở lại và tự động tắt máy phát. Tủ ATS có khả năng vận hành tự động hoặc bằng tay, điều chỉnh được thời gian chuyển mạch, có hệ thống đèn hiển thị và có khóa liên động điện và cơ để đảm bảo an toàn khi sử dụng. 8 do an II.
GIẢI PHÁP PHÂN PHỐI ĐIỆN. Cấp điện thứ cấp (đầu ra của máy biến áp) tại tủ điện hạ thế là BUSWAY nhôm 4W+50%E - 2500A dẫn điện đến tủ điện chính (MSB) và BUSWAY nhôm 4W+50%E – 1000A dẫn điện từ máy phát điện đến các tải quan trọng khi xãy ra sự cố. Mạch cấp điện hạ thế là loại 3 pha 4 dây + dây tiếp đất (E). Nguồn điện và trạm điện Nguồn điện từ tuyến cáp trung thế khu vực 22kV đi cáp ngầm vào công trình.
Cáp trung thế đi vào trạm hạ thế là loại cáp trung thế 24kV 3C – 120mm2 Cu/XLPE/ PVC/DSTA/PVC, luồn trong ống HDPE DN150 xoắn chôn ngầm. Nguồn điện cung cấp cho công trình được phân phối từ trạm biến áp có công suất phù hợp 22kV/0. Máy biến áp là loại máy khô đặt ở bên trong phòng trung thế tầng 1 của công trình. Trạm biến áp xây dựng hệ tiếp đất riêng bao gồm các cọc tiếp đất, dây tiếp đất và thanh nối đất, điện trở tiếp đất không quá 4 Ohm.
Các đồng hồ điện năng được lắp đặt tại tủ tầng có tải là tủ điện cửa hàng và căn hộ, nhằm đo đếm điện năng phục vụ cho việc tính toán tiền điện. Việc lắp đặt và quản lý công tơ đo đếm được thực hiện bởi cơ quan điện lực địa phương. Mô tả hệ thống điện: Nguồn cấp điện chính là trạm hạ thế 22/0,4kV. Trạm hạ thế là loại trạm đặt trong nhà.
Để phù hợp với mạng điện địa phương và tiêu chuẩn của ngành Điện, phần thiết kế, thi công trạm điện hạ thế, tuyến cáp ngầm 22kV cấp điện cho trạm, hệ thống tiếp địa sẽ do cơ quan Điện lực địa phương thực hiện. Phụ tải điện trong công trình bao gồm: tải động cơ, tải hệ thống lạnh, tải đèn chiếu sáng, tải ổ cắm công suất nhỏ, thông gió, bơm nước sinh hoạt, phòng cháy chữa 9 do an cháy, phụ tải cho shop và căn hộ, phụ tải hệ thống điện nhẹ: âm thanh, báo cháy, camera, điện thoại, ADSL,. Dựa vào bảng phụ tải điện ta chọn trạm biến áp như sau: Máy biến áp: dung lượng 1600 kVA cấp cho nguồn cho toàn bộ phụ tải của tòa nhà thông qua tủ MSB. Hệ thống cấp điện động lực Từ tủ điện chính MSB sẽ cấp đến các tủ phân phối: bơm chữa cháy, bơm sinh hoạt, thang máy phục vụ thêm chức năng khi có cháy, hệ thống thông tin, ngoại vi.
Tủ phân phối nguồn, chiếu sáng cho căn hộ, Tủ phân phối cho căn hộ, sử dụng dây dẫn cấp nguồn điện. Các phụ tải ưu tiên tủ điện sự cố (EMSB) được cấp điện riêng bằng cáp đồng chống cháy. Các cáp điện này đi trên thang cáp hay máng cáp. Phụ tải điện cấp nguồn cho phòng lưu trữ dữ liệu, tủ Server, thiết bị an ninh camera sử dụng nhánh cấp nguồn riêng từ tủ điện chính MSB và có bộ UPS lưu điện.
Hệ thống tụ bù tự động được trang bị để bù công suất phản kháng, cải thiện hệ số công suất tổng lên đến 0. Tất cả thiết bị điện đều được nối vỏ tiếp địa đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Phụ tải điện được bảo vệ 4 cấp: tủ điện chính (MSB) => BUSWAY đưa điện đến các tầng có tải căn hộ và tủ điện chức năng (MDB, EMSB, DB-SH) => tủ điện tầng => tủ điện phòng (nhóm thiết bị). Các máy cắt hạ áp được chọn lựa phù hợp dòng định mức, dòng cắt ngắn mạch đảm bảo khi hoạt động, máy cắt hạ áp hoạt động theo trình tự ngược lại 4 cấp bảo vệ trên.
Các máy cắt hạ áp bảo vệ thiết bị điện bị sự cố nhưng hạn chế ảnh hưởng đến các phụ tải khác. Tủ điện tầng được lắp đặt đồng hồ đa năng hiển thị các thông số cần thiết về hệ thống điện như: điện áp, tần số, dòng điện, hệ số công suất, công suất thực, công suất phản kháng. 10 do an CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN I. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG.
Tiêu chuẩn áp dụng IEC 60364-2009: Low voltage electrical installation. TCVN 7447-2010: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp. TCVN 9206-2012: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng -Tiêu chuẩn thiết kế. QCXDVN01_2008/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng.
TCVN 5699-2007: Thiết bị điện gia dụng và thiết bị điện tương tự. Phương pháp tính toán. Công thức tính toán: Ptt= knc.2) Ptt Stt = √Ptt 2 + Q tt 2 = (3.3) cosφ Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm. Do đó Ptt=knc.4) Trong đó: Pđi ,Pđmi –công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW; Ptt , Qtt, Stt –công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị: kW, kVAR, kVA; n – số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo CT sau: 𝑃1 𝑐𝑜𝑠𝜑1 +𝑃2 𝑐𝑜𝑠𝜑2 +⋯+𝑃𝑛 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑛 (3.5) 𝑃1 +𝑃2 +⋯+𝑃𝑛 11 do an Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay. Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện, vì thế nó là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi. Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu kiểm tra đựợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.
Mà hệ số knc=ksd.