Thiết kế cung cấp điện tòa nhà Himlam quận 7

iến thức vơ cùng quý giá làm hành trang để em bước vào đời vững vàng hơn. SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỖ QUỐC KHA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên phản biện LỜI NĨI ĐẦU c & d Hiện nay, đất nước ta đang trên con đường cơng nghiệp hĩa – hiện đại hĩa nên nhu cầu sử dụng điện năng trong tất cả các lĩnh vực ngày càng tăng. Vì vậy, cơng nghiệp điện lực giữ vai trị hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế và ổn định chính trị xã hội. Với tính ưu việt đĩ nên điện năng được sử dụng rộng rãi, khơng thể thiếu trong sinh hoạt và sản xuất. Vì vậy, khi xây dựng một nhà máy, một khu cơng nghiệp hay một tịa nhà cao tầng thì vấn đề xây dựng một hệ thống điện để cung cấp điện năng cho các tải tiêu thụ là khơng thể thiếu được. Hệ thống điện ngày càng phức tạp, địi hỏi việc thiết kế cung cấp cĩ nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu. 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. Trong phạm vi luận án tốt nghiệp này em thiết kế mạng cung cấp điện cho tịa nhà cao tầng. Do kiến thức và thời gian cĩ hạn nên trong quá trình thiết kế khơng tránh khỏi những sai sĩt, mong nhận được sự nhận xét và đánh giá của các thầy cơ. MỤC LỤC Trang Lời nĩi đầu 4 Chương 1 : Giới thiệu tổng quan về căn hộ cao tầng 7 Chương 2 : Tính tốn chiếu sáng 8 2.1 Lý thuyết cơ sở 8 2.2 Tính tốn chiếu sáng 13 2.3 Tính tốn chiếu sang bằng LUXICON 26 Chương 3 : Phân tích và tính tốn phụ tải 29 3.1 Phân loại phụ tải 29 3.2 Phụ tải tịa nhà 30 3.3 Tính tốn phụ tải 30 3.4 Tâm phụ tải các tầng 33 Chương 4 : Chọn phương án cung cấp điện 35 4.1 Khái quát 35 4.2 Chọn sơ đồ cấu trúc 35 4.3 Chọn máy biến áp 38 Chương 5 : Chọn dây dẫn và xác định độ sụt áp 41 5.1 Khái quát 41 5.2 Chọn dây dẫn 41 5.3 Xác định độ sụt áp 46 Chương 6 : Tính tốn ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ 51 6.1 Khái niệm ngắn mạch 51 6.2 Chọn thiết bị bảo vệ 52 Chương 7 : Nâng cao hệ số cơng suất 62 7.1 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số cơng suất 62 7.2 Các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất 63 Chương 8 : Thiết kế an tồn điện và chĩng sét 66 8.1 Lý thuyết 66 8.2 Chọn sơ đồ nối đất 70 8.3 Tính tốn nối đất 72 8.4 Chọn dây nối đất và trung tính 75 8.5 Chĩng sét 77 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CĂN HỘ CAO TẦNG( KHU NHÀ Ở HIMLAM QUẬN 7) Cơng trình tịa nhà cĩ 15 tầng. Bao gồm một tầng hầm. Khu siêu thị gồm tầng trệt, lửng và tầng 2.Tiếp theo từ tầng 3 đến tầng 13 là khu căn hộ. Tầng 14 là tầng kỹ thuật. Cuối cùng tầng 15 cũng là khu căn hộ, tầng 15 cĩ tầng 15A và tầng 15B. Chi tiết từng hạng mục của từng tầng: Tầng hầm :diện tích 2755m2 Tầng trệt gồm khu siêu thị diện tích 1110 m2, phịng diện tích 220 m2 cĩ một phịng, phịng diện tích 73 m2 cĩ 3 phịng, phịng diện tích 40 m2 cĩ một phịng, phịng diện tích 28 m2 cĩ 2 phịng, phịng diện tích 23 m2 cĩ một phịng, khu vực sảnh hành lang diện tích 320 m2. Tầng lửng và tầng 2 gồm khu siêu thị diện tích 2130 m2 cĩ hai khu, phịng diện tích 86 m2 cĩ hai phịng, phịng diện tích 45 m2 cĩ hai phịng, khu vực hành lang 50 m2 cĩ 6 khu vực. Tầng 3-13 gồm khu căn hộ, tổng diện tích từng tầng là 2071 m2, trong đĩ phịng cĩ diện tích 140 m2 cĩ 44 phịng, phịng cĩ diện tích 138 m2 cĩ 22 phịng, phịng cĩ diện tích 128 m2 cĩ 11 phịng, phịng cĩ diện tích 120 m2 cĩ 11 phịng, phịng cĩ diện tích 115 m2 cĩ 11 phịng, phịng cĩ diện tích 110 m2 cĩ 11 phịng,phịng cĩ diện tích 107 m2 cĩ 11 phịng, phịng cĩ diện tích 103 m2 cĩ 11 phịng, phịng cĩ diện tích 96 m2 cĩ 11 phịng, khu vực hành lang thơng giữa các phịng cĩ diện tích 125 m2 cĩ 11 khu, khu vực cầu thang diện tích 16 m2 cĩ 33 khu, khu vực thang máy diện tích 8.8 m2 cĩ 66 khu. Tầng kỹ thuật gồm cĩ phịng cĩ diện tích 1370 m2 cĩ một phịng, phịng cĩ diện tích 235 m2 cĩ một phịng, phịng cĩ diện tích 111 m2 cĩ một phịng, khu vực cầ thang diện tích 130 m2 cĩ 3 khu vực, phịng diện tích 40 m2 cĩ một phịng, phịng cĩ diện tích 26 m2 cĩ 3 phịng, phịng cĩ diện tích 18 m2 cĩ 1 phịng. Tầng 15 khu vực căn hộ trong đĩ phịng cĩ diện tích 140 m2 cĩ 8 phịng, phịng cĩ diện tích 138 m2 cĩ 4 phịng, phịng cĩ diện tích 130 m2 cĩ 4 phịng ,phịng cĩ diện tích 128 m2 cĩ 2 phịng, phịng cĩ diện tích 120 m2 cĩ 4 phịng,phịng cĩ diện tích 100 m2 cĩ 2 phịng, phịng cĩ diện tích 96 m2 cĩ 2 phịng, khu vực thang máy cĩ diện tích 8.8 m2 cĩ 16 khu, khu vực hành lang cĩ diện tích 28 m2 cĩ 2 khu, khu vực cầu thang diện tích 20 m2 cĩ 6 khu, khu vực hành lang diện tích 40 m2 cĩ 2 khu, khu vực hành lang diện tích 60 m2 cĩ 2 khu. CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 2.1 LÝ THIẾT CƠ SỞ. 2.1.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG. Trong thiết kế chiếu sáng điều quan trọng nhất chúng ta cần phải quan tâm đến là độ rọi (E) và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác của con người .Ngồi ra cịn cĩ các đại lượng như quang thơng, màu sắc ánh sáng do các bĩng đèn phát ra, sự bố trí các bộ đèn, vị trí treo đèn trên trần. Để làm sao cho căn phịng hay phân xưởng được chiếu sáng đều ở mọi vị trí, đảm bảo tính kinh tế, vẽ mỹ quan của căn phịng mà khơng làm cho những người làm việc trong đĩ khơng bị chĩi, tính kinh tế cũng được xem xét trong thiết kế chiếu sáng. Vì vậy cơng việc thiết kế chiếu sáng cần các yêu cầu sau: Khơng làm lĩa mắt, vì cường độ ánh sáng cao chiếu vào mắt sẻ làm cho thần kinh bị căn thẳng, thi giác bị lệch lạc. Khơng bị lĩa khi ánh sáng bị phản xạ, ở một số thiết bị cĩ bề mặt sáng bĩng làm cho ánh sáng phản xạ lại cũng khá lớn. Do đĩ cần phải quan tâm đến vị trí lắp đặt đèn. Phải cĩ độ rọi đồng điều, để khi quan sát từ nơi nầy sang nơi khác mắt người khơng phải điều tiết nhiều gây nên hiện tượng mỏi mắt. Phải tạo được ánh sáng giống như ánh sáng ban ngày, đều này giúp mắt nhận xét, đánh giá mọi việc được chính xác. Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế sự dao động điện áp của lưới điện, treo đèn cố định, với bĩng đèn huỳnh quang cần hạn chế quang thơng bù. 2.1.2. LỰA CHỌN CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG. Để thiết kế chiếu sáng trong nhà, thường sử dụng các phương pháp sau: Hệ chiếu sáng chung : Khơng những bề mặt được chiếu sáng mà tất cả các phịng nĩi chung điều được chiếu sáng. Trong trường hợp này đèn đặt dưới trần cĩ bề cao cách sàn tương đối lớn. Cĩ hai phương thức đặt đèn: Chung đều và địa phương. Trong hệ chiếu sáng chung đều: Khoảng cách giữa các đèn trong dãy và giữa các dãy đặt đều nhau. Cách nầy được sử dụng khi cần chiếu sáng giống nhau trên diện tích phịng. Hệ chiếu sáng địa phương; Được khắc phục các bĩng tối trên bề mặt được chiếu sáng do các dụng cụ, máy mĩc cĩ những độ cao khác nhau làm che khuất các ánh sáng tới các bề mặt làm việc thấp hơn. Hệ chiếu sáng hỗn hợp: Là sự kết hợp giữa chiếu sáng chung đều và chiếu sáng địa phương. 2.1.3. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN TRONG CHIẾU SÁNG. a) Quang thơng : Φ Đơn vị : lumen (lm) Quang thơng là thơng lượng hữu ích trong hệ ánh sáng hay lượng ánh sáng phát ra trong một đơn vị thời gian của các nguồn sáng. Quang thơng của một hay nhiều bức xạ phức tạp là: Φ = (λ)V(λ)d λ F = S 683VliFeli b) Quang hiệu của nguồn sáng: H (lm/W) Được xác định bằng tỷ số quang thơng phát ra trên cơng suất của nguồn sáng. H = c) Cường độ ánh sáng: I (cd). Nguồn sáng điểm là nguồn sáng mà khoảng cách từ điểm cho trước đến nguồn đĩ ( l ) so với kích thước lớn nhất của nguồn sáng ( a ) bằng l/a ≥5. Cường độ ánh sáng theo hướng α bằng tỷ số quang thơng phát ra trong một đơn vị gĩc khối theo hướng α. Đơn vị candela (cd). Gĩc khối: Đĩ là gĩc khối tạo bởi bề mặt nĩn, cĩ giá trị: dw = ds/r2. ds: Diện tích bề mặt cầu mà gĩc khối tạo nên. r: Bán kính hình cầu. Đơn vị: Steradian (st), gĩc khối lớn nhất =4p. Theo các đặc tính phân bố cường độ ánh sáng của nguồn sáng điểm, người ta phân chia làm hai nhĩm: Nguồn đối xứng: Cường độ ánh sáng phân bố đối xứng qua một trục nào đĩ. Nguồn khơng đối xưng: Cường độ ánh sáng phân bố khơng đối xứng qua bất kỳ một trục nào. d) Độ rọi: E (lx). Là một đai lượng rất quang trọng và khơng thể thiếu trong thiết kế chiếu sáng, nĩ chính là mật độ quang thơng rớt lên bề mặt được chiếu sáng. Đơn vị: lux (lx). Mỗi một đối tượng chiếu sáng được đặc trưng bởi một giá trị độ rọi khác nhau, giá trị này là một tiêu chuẩn để đánh giá về thiết kế chiếu sáng cĩ yêu cầu hay khơng. e) Huy độ: L (cd/m2) Là huy độ bức xạ trong ánh sáng. L = Trong đĩ: dAa là diện tích biểu kiến (diện tích hình chiếu của mguồn sáng lân mặt phẳng vuơng gĩc với hướng a). Huy độ là một đại lượng quan vì nĩ tác dụng trực tiếp lên mắt người. Đèn quỳnh quang: L = 7x103 (cd/m2) Đèn thủy ngân : L ≤ 1.8x109 (cd/m2) Tim đèn nung sáng 100W,220V : L = 5.5x106 (cd/m2) f) Độ trưng: M (lm/m2) M = g) Nhiệt độ màu: Tm (oK). Nhiệt độ màu là nhiệt độ của vật đen cĩ màu sắc bức xạ giống như màu sắc của vật bức xạ khảo sát với nhiệt độ thực của nĩ. Các nguồn sáng cĩ nhiệt độ màu thấp chấp nhận ở mức độ rọi thấp, cịn các mức độ cao địi hỏi nguồn sáng cĩ nhiệt độ màu cao. h) Chỉ số màu: Ra. Chỉ số màu nĩi lên sự phản ánh trung thực về màu sắc của một nguồn sáng nào đĩ khi chiếu sáng một vật nào đĩ. Ra < 60 : Khơng địi hỏi về màu sắc. 60 < Ra < 70 : Sự phản ánh màu sắc bình thường. Ra >70 : Sự phản ánh màu sắc trung bình. Ra > 80 : Địi hỏi về chất lượng màu sắc. Ra > 90 : Địi hỏi cao về chất lượng màu sắc. i) Hệ số bù: d. Trong thiết kế chiếu sáng phải chú ý trong quá trình vận hành của hệ thống chiếu sáng, giá trị độ rọi trên bề mặt làm việc suy giảm, nguyên nhân chính là do sự giảm quang thơng của nguồn sáng trong quá trình sáng, sự giảm hiệu suát của đèn, tường và trần bị bẩn. Do đĩ khi tính tốn phải kể đến hệ số bù d. : Hệ số suy giảm quang thơng. : Hệ số suy giảm do các bề mặt phản xạ bị bẩn. 2.1.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN. a) Phương pháp hệ số sử dụng. Quang thơng tổng của bộ đèn được xác định. Etc : Độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc (lx). hd, hi : Hiệu suất trực tiếp và giáng tiếp của bộ đèn. ud, ui : Hệ số cĩ ích của bộ đèn. S : Diện tích bề mặt làm việc. d : Hệ số bù. Với :{ b) Phương pháp cơng suất riêng. Khi các bộ đèn phân bố chiếu xuống mặt phẳng nằm ngang thì người ta sử dụng rộng rải phương pháp cơng suất riêng. Phương pháp này dung để tính tốn cho các đối tượng khơng quan trọng. Cơng suất riêng: Là cơng suất của hệ thống chiếu sáng trên mặt phẳng chiếu sáng. Pđ : Cơng suất đèn. Khi đĩ cơng suất đèn sẻ là: Ptổng = priêng. S Số bộ đèn là: c) phương pháp điểm. Người ta sử dụng phương pháp này khi đối tượng chiếu sáng khơng cĩ hìmh hợp chữ nhật và cĩ ít nhất hai nguồn sáng trở lên. + Nguồn sáng điểm đối xứng trịn xoay. + Nguồn sáng khơng điểm đối xứng trịn xoay. + Nguồn sáng dài. Khi so sánh các phương pháp trên thì ta thấy. + Phương pháp hệ sử dụng cĩ kết quả chính xác nhất, cách tính tốn tương đối đơn giản. + Phương pháp cơng suất riêng sai số lớn nhưng tính tốn củng đơn giản. 2.1.5. CÁC LOẠI NGUỒN SÁNG. a) Lọai đèn nung sáng( Incandescend filment lamps). Đèn nung sáng phát sáng là do cĩ dịng điện chạy qua dây tĩc, được nung nĩng đến phát sáng. Dây tĩc thường làm bằng volfram ( do nhiệt độ nĩng chảy cao khoảng 3650oK ), sự bĩc hơi chậm và độ bền khí cao. Phạm vi sử dụng rộng rải, chiếu sáng cục bộ hoặc trang trí do Ra »100W Ưu điểm. + Cĩ nhiều loại cơng suất và chịu được nhiều điện áp khác nhau. + Khơng địi hỏi thiết bị phụ tải ( ballast ). + Bật sáng tức thời. + Giá thành rẻ. Nhược điểnm. + Tuổi thọ khơng cao ( <200 giờ). + Tiêu thụ điện nhiều. b) Các lọai đèn phĩng điện. 1. Đèn huỳnh quang (Flourescent lamps). Là đèn phĩng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp, nhờ lớp bột huỳnh quang ở bên trong thành bĩng đèn mà biến đổi những tia cực tím thành những tia ánh sáng nhìn thấy được. Ưu điểm. + Kinh tế ( >7000 giờ ). + Chiếu sáng những nơi cần độ sáng cao. + Độ chĩi nhỏ. Nhược điểm. + Khơng cĩ các loại cơng suất khác nhau, kích thước lớn. + Cần thiết bị phụ ( ballast, tụ điện ). + Khơng làm việc ở những nơi cĩ dao động điện áp. Gịm các loại: stander, trắng cơng nghiệp và trắng chĩi, deluxe. 2. Đèn thủy ngân cao áp (Mercury lamps). Trong đèn ngồi khí trơ ( Ne,argon), cịn cĩ hơi thủy ngân. Khi đèn làm việc áp suất hơi thủy ngân đạt 2-5 atm. Ưu, nhuợc điểm củng tương tự như đèn huỳnh quang. Ngồi ra đèn chỉ bật sáng trở lại khi đã nguội và thời gian bật sáng lâu từ 5-7 phút. 3. Đèn halogen kim loại (Metal Halide lamps). Sự phĩng điện xảy ra hổn hợp hơi thủy ngân và halogen áp suất cao, sự xung động quang thơng nhỏ hơn và thời gian mịi sáng nhanh hơn so với đèn thủy ngân cao áp. Phạm quy sử dụng: Tượng đài, khu thể thao. 4. Đèn natri áp suất thấp (Low-Pressure Sodium lamps). Sự phĩng điện xảy ra trong khí trơ Ne khi đến 250o, sự phĩng điện sẽ qua hơi natri, thời gian mịi sáng từ 5-10 phút. Ưu điểm: Ánh sáng màu vàng cam rất gần với độ nhạy cảm cực đại của mắt (555mm ), nĩ cĩ ưu điểm nhìn thấy rõ những nơi cĩ nhiều sương mù. Do đĩ hiện nay nĩ được dung nhiều cho chiếu sáng xa lộ, đơ thị. 5. Đèn natri áp suất cao (High-pressure Sodium lamps). Ở nhiệt độ trên 1000oC, Na phát ra các vạch quang phổ nhìn thấy được, do đĩ cho ánh sáng trắng hơn, nhiệt độ màu 2000-2500oK. Ưu điểm: Nhiệt độ màu thấp, do đĩ dễ chịu ở mức độ rọi thấp, dùng để chiếu sáng ở trung tâm thành phố và sân bải. 2.2. TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG. Tính chiếu sáng tầng hầm. 1. Kích thước: Chiều dài a = 58.6(m) Chiều rộng b = 47 (m) Chiều cao h = 3 (m) Diện tích S = a x b = 58.6 x 47 = 2755 m2 2. Màu sơn. Trần trắng : hệ số phản xạ trần ρtr= 0.7 Tường xanh sáng : hệ số phản xạ tường ρtg= 0.5 Sàn xanh sậm : hệ số phản xạ sàn ρlv= 0.3 3. Độ rọi yêu cầu: Etc=150 (lx). 4. Hệ chiếu sáng : Chung điều. 5. Khoảng nhiệt độ màu: Tm=2700-3500 (0K) 6. Chọn bĩng đèn: Loại: Huỳnh quang, Tm=2950 (0K) Ra=53, Pđ=36(w), Φđ=3000(lm) Ldọc max=1.45htt, Lngang max=2htt 7. Chọn bộ đèn: Loại: Multiclaude optique haut rendement. Cấp bộ đèn: D, Cấp hiệu suất: 0.65D. Số đèn/1 bộ: 2, Quang thơng: 2x3000 (lm) 8. Phân bố các bộ đèn: Cách trần: h=0 (m) Bề mặt làm việc: 0.8(m) Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt=3-0.8=2.2(m) 9. Chỉ số địa điểm: 10. Hệ số bù: d = 1.35 11. Tỷ số treo: J = 0 12. Hệ số sử dụng: Hệ số cĩ ích: 2.62 Hệ số sử dụng: U =0.65x2.62=1.71 13. Quang thơng tổng: Φ∑ lm 14. Xác định số bộ đèn: Nbộđèn bộ Chọn số bộ đèn : Nbộđèn=54. 15. Kiểm tra sai số quang thơng: Kết luận: DF% = -6.7% nằm trong phạm vi cho phép (-10% ¸20%). Vậy số bộ đèn chọn là hợp lý. 16. Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: Kết quả chấp nhận được. 17. Xác định phụ tải chiếu sáng: Cơng suất tác dụng tính tốn: Pttcs =Nbộ đènx nbĩng/1 bộ đèn(Pđèn+Pballast) = 54x2(36+9)=4860 (w) Khoảng cách giữa các bộ đèn thõa điều kiện ( hay ). Với m = 300, p = 1300 = 2500 ≤ p = 2750 ≤ = 3750 Kết quả tính tốn chiếu sáng các tầng được tính tốn và thể hiện trên bảng 1.1 đến 1.5 2.3. Tính tốn bằng phần mềm LUXICON 2.3.1 Giới thiệu phần mềm LUXICON Luxicon là phần mềm tính tốn chiếu sáng của hãng Cooper Lighting (Mỹ), cho phép thiết kế chiếu sáng trong nhà và ngồi trời. Luxicon tính tốn trong những khơng gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, cĩ đồ vật, vật dụng trong phịng) trong điều kiện cĩ và khơng cĩ ánh sáng tự nhiên. Luxicon được cài từ 1 đĩa CD và chạy tốt trên hệ điều hành Windows 95 trở lên. 2.3.2 Tính tốn chiếu sáng siêu thị. Các tầng khác tương tự. 1.Vào luxicon: 2. Chọn kích thước phịng Chiều rộng a = 28m ; Chiều dài b = 39m ; Chiều cao H = 3 m Trần : trắng, hệ số phản xạ rtr = 0,7 Tường : vàng nhạt, hệ số phản xạ rtg = 0,5 Sàn : gạch, hệ số phản xạ rs = 0,3 Độ rọi yêu cầu : Chọn Etc = 500lux ; Bề mặt làm việc hlv = 0,8 (m) 3. Bố trí cửa : Bố trí 1 cửa chính với các thơng số như sau: Bề rộng a = 4 m ; bề dọc b = 2.5 m ; hệ số phản xạ 0,1 ; hệ số truyền nhiệt 0,9. Lắp đặt 1cửa chính theo hướng bắc. Ngồi ra ta bố trí thêm 2 cửa phụ ở hướng đơng và tây với các thơng số như hình dưới: 4.Lựa chọn bộ đèn : Chọn ADD→Luminaire, hộp thoại Cooper lighting search Criteria xuất hiện. Tại Luminaire Type : chọn interior (thiết kế trong nhà) Các thơng số chọn như hình dưới. Sau đĩ chọn Search. Ta thấy cĩ 92 bộ đèn đã tìm thỗ mãn yêu cầu. Chọn Search Results để xem kết quả cụ thể của bộ đèn. Ta chọn loại đèn : 2-60W T-12 High Output 4’ Medium Nhấp OK→ hộp thoại → Nhập Type : A Chọn OK, Chọn Lamp, sau đĩ chọn CRI=85, Color temperature = 4500. các thơng số hiển thị như hình dưới. Chọn điện thế 220V, 2 Ballast/1 bộ đèn Chọn nút để thay đổi các yếu tố tác động lên hệ số suy giảm (nếu cần thiết). Ở đây ta giữ nguyên với LLF=0,704 Chọn Add to Plan. Mơ hình sau khi lắp đặt các cửa và phân bố đèn Ta phân bố các bộ đèn như hộp thoại bên dưới: Kết quả phân bố hợp lý 5.Tạo lưới tính tốn Chọn tính tốn lưới theo chiều ngang và chiều dọc 6.Tính tốn Vào calculation Menu, đánh dấu như họp thoại bên dưới Tính tốn trong trường hợp cĩ ánh sánhg tự nhiên Click L Daylight Setting → Hộp thoạ → chọn bản đồ Châu Á (Asia), ngày, giờ, tính tốn trời trong (clear) và chọn Maps Kết quả thể hiện các đường độ rọi sau tính tốn (Calculate Seclected). Ta thấy kết quả các đường đẳng rọi phân bố khá đồng đều. Bảng thể hiện thơng số độ rọi sau tính tốn. Ta thấy độ rọi trung bình trên các mắt lưới (Ave) : Etb = 1035.1lux Độ rọi lớn nhất : Emax = 6032.2 lux ; Độ rọi nhỏ nhất : Emin = 623.2 lux Tỉ số EAve/Emin =1.7 , Emax/Emin = 9.7. Tính tốn trong trường hợp khơng cĩ ánh sáng tự nhiên Chọn Calculate Seclected. Kết quả tính tốn Bảng tính tốn kết quả : Độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc : ETB/lv = 520 lux (thỗ mãn) Kết quả sau khi Render : CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN PHỤ TẢI 3.1 PHÂN LOẠI PHỤ TẢI. Trong việc thiết kế trạm biến áp để cung cấp điện cho các phụ tải thì việc xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên nhằm mục đích lựa chọn, kiểm tra các phần tử mang điện và máy biến áp theo chi tiêu kinh tế. Dựa vào đặc điểm, yêu cầu sử dụng điện năng mà phụ tải điện được phân loại như sau. 1. Phụ tải loại 1: Là những phụ tải mà khi cĩ sự cố xảy ra thì phải ngưng cung cấp điện cĩ thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế hoặc ảnh hưởng xấu đến chính trị. Đối với loại phụ tải nầy cần phải được cung cấp điện thường xuyên nên thường dùng hai nguồn đến và hai máy biến áp và cần thêm nguồn dự phịng. 2. Phụ tải loại 2: Là những phụ tải nếu ta ngưng cung cấp điện thì chỉ ảnh hưởng đến mức độ sản xuất, lãng phí về lao động ảnh hưởng về kinh tế. Đối với loại nầy ta dùng đường dây cung cấp kép dùng một hoặc hai máy biến áp, cĩ thời gian cho phép mất điện bằng thời gian đĩng nguồn bằng tay. 3. Phụ tải loại 3: Là phụ tải cho phép việc cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cĩ thể mất điện trong thời gian sửa chữa hoặc thay thế thiết bị lúc gặp sự cố nhưng thường khơng quá một ngày đêm. Đối với loại này ta dùng một nguồn điện hoặc đường dây một lộ để cung cấp. Phương án cung cấp điện được chọn dựa vào sơ đồ cấu trúc. Khái niệm chung về sơ cấu trúc trạm biến áp: Trạm biến áp là cơng trình nhận điện bằng một nguồn hay hai nguồn cung cấp với điện áp cao để phân phối cho phụ tải ở các cấp điện áp bằng hoặc bé hơn điện áp hệ thống. Phần cơng suất được phân phối ở điện áp bằng điện áp hệ thống khơng qua máy biến áp hạ, phần cịn lại qua máy biến áp giảm cĩ điện áp phù hợp với phụ tải. Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ thống điện. Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm biến áp, cĩ nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận.Với các trạm biến áp tiêu thụ củng cĩ thể cĩ máy dự phịng để cung cấp điện cho các phụ tải khi cĩ sự cố trong hệ thống, trong hẹ thống nầy các máy phát dự phịng được xem là nguồn. Do đĩ, hệ thống được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp luơn được giữ liên hệ chặt chẽ. Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là thành phần quan trọng cĩ ảnh hưởngquyết định đến tồn bộ thiết kế. Một sơ đồ cấu trúc phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt và cĩ tính khả thi. + Chế độ là việc đảm bảo tin cậy, đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp. + Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai lần máy biến áp khơng cần thiết. + An tồn cho người tiếp xúc làm việc. + Đảm bảo tính kinh tế. + Cĩ khả năng phát triển trong tương lai gần mà khơng cần thay cấu trúc đả chọn. 3.2. PHỤ TẢI CỦA TỊA NHÀ. Sau đây là một số phụ tải chính của tịa nhà: 1. Chiếu sáng: Số lượng bĩng đèn được xác định từ trên mặt bằng cấp điện và cơng suất của mỗi bĩng là 36w cộng với cơng suất của ballast là 9w (theo IEC cơng suất ballast bằng 25% cơng suất đèn). Như vậy cơng suất của mỗi bĩng là 45w và một bộ P1=90w. 2. Ổ cấm: Số lượng ổ cấm được xác định trên bản vẽ mặt bằng cấp điện và cơng suất mỗi ổ cấm là P1=300w (sách cung cấp điện chủ biên nguyễn xuân phú). 3. Quạt thơng giĩ và máy lạnh: Cơng suất được xác định theo VA/m2 (hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC). 4. Cơng suất P1 máy bơm, thang máy và thang cuốn được xác định theo catalog. Ku : Hệ số sử dụng lớn nhất. Ks : Hệ số sử dụng đồng thời. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Sau khi xác định được suất phụ tải biếu kiến của quạt thơng giĩ và máy lạnh ta nhân với diện tích sẻ được cơng suất biểu kiến S(VA). Hệ số cơng suất cosφ được xác định theo IEC-364 và TNC-27-91. Sau khi xác định được S, P1, cosφ, Ku, Ks ta tính được Stt, P. Từ Stt của mỗi tải ta tính được SttΣ của từng tầng. Theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC ta xác định được hệ số Ks=0.6 cho tủ phân phối (IEC-439). Ta tính được S1 của từng tầng bằng tích SΣ từng tầng với Ks. Sau khi tính được S1 của từng tầng ta tính SđặtΣ của tồn bộ tịa nhà. 3.3 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CỦA TỊA NHÀ. 3.3.1 Phụ tải tầng hầm. a) Chiếu sáng: Số lượng: 54 bộ ( một bộ 2 bĩng). Cơng suất mỗi bĩng là 36 w và cơng suất ballast mỗi bĩng là 9 w. Vậy cơng suất của một bộ P1=90w. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 1 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.52 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 90x 1x1x54 = 4860 (W) Stt = == 9364.1538 (VA) b) Ổ cấm: Số lượng: 10 ổ. Cơng suất một ổ là 1000 W. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 1 Ks = 0.8 Hệ số cơng suất cosφ = 0.75 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 1000x 1x0.8x10 =8000 (W) Stt = == 10666.667 (VA) c) Quạt thơng giĩ: Diện tích sàn: 2755 m Lấy mật độ P= 23 VA/ m( suất phụ tải trên một đơn vị diện tích) Ta cĩ suất biểu kiến : S = FxP0 = 2755x23 =63365 (VA) Trong đĩ F: diện tích sàn. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 0.8 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.8 Stt = Sx Kux Ks = 63365x0.8x1 = 50692 (VA) d) Máy bơm: Số lượng: 3 máy. Cơng suất một máy là 7500 W. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 1 Ks = 0.7 Hệ số cơng suất cosφ = 0.8 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 7500x 1x0.7x3 = 15750 (W) Stt = == 19687.5(VA) Vậy: SttΣ tầng hầm = ΣStt = 9364.1538+10666.667+50692+19687.5 = 90392.32 (VA) 3.3.2 Phụ tải tầng trệt. a) Chiếu sáng: Số lượng: 130 bộ ( một bộ 2 bĩng). Cơng suất mỗi bĩng là 36 w và cơng suất ballast mỗi bĩng là 9 w. Vậy cơng suất của một bộ P1=90w. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 1 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.52 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 90x 1x1x130 = 11700 (W) Stt = == 22500 (VA) b) Ổ cấm: Số lượng: 106 ổ. Cơng suất một ổ là 1000 W. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 1 Ks = 0.8 Hệ số cơng suất cosφ = 0.75 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 300x 1x0.8x106 = 84800 (W) Stt = == 113066.67 (VA) c) Quạt thơng giĩ: Diện tích sàn: 1770 m Lấy mật độ P= 23 VA/ m( suất phụ tải trên một đơn vị diện tích) Ta cĩ suất biểu kiến : S = FxP0 = 1770x23 =40710 (VA) Trong đĩ F: diện tích sàn. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 0.8 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.8 Stt = Sx Kux Ks = 40710x0.8x1 = 32568 (VA) d)Máy lạnh: Diện tích sàn: 1400 m Lấy mật độ P= 140 VA/ m( suất phụ tải trên một đơn vị diện tích) Ta cĩ suất biểu kiến : S = FxP0 = 1400x140 =196000 (VA) Trong đĩ F: diện tích sàn. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku =1 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.8 Stt = Sx Kux Ks = 196000x1x1 = 196000 (VA) e)Thang cuốn: Số lượng: 2. Cơng suất một thang là 25000 W. Hệ số Ku, Ks được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC. Ta chọn Ku = 0.75 Ks = 1 Hệ số cơng suất cosφ = 0.6 Ptt = P1x Kux Ksx sl = 25000x 0.75x1x2 = 37500 (W) Stt = == 62500 (VA) Vậy: SttΣ tầng hầm = ΣStt = 22500+113066.67+532568+196000+62500 = 426634.7 (VA) Tính tốn tương tự và kết quả tính tốn phụ tải của tồn tịa nhà được thể hiện trên bảng 2.1 3.4 TÂM PHỤ TẢI CÁC TẦNG. Mục đích: Rút ngắn chiều dài mạng phân phối hạ áp, giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất cơng suất, điện áp, ổn địmh điện áp. Việc lựa chọn vị trí cuối cùng cịn phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan và thuận tiện thao tác. Do cơng suất của các tầng tương đối nhỏ và đồng đều nên việc đặt các tủ động lực tại bất kỳ vị trí nào ở trong tầng đĩ củng khơng ảnh hưởng nhiều đến tổn thất cơng suất và điện áp. Tuy nhiên việc đặt các tủ động lực cịn vựa theo mặt bằng kiến trúc để đảm bảo tính thẩm mỹ. Do đĩ tủ động lực của các tầng hầm, trệt, lửng, 2, kỹ thuật sẽ được đặt tại các hợp gain điện theo mặt bằng kiến trúc bố trí. Tâm phụ tải tầng hầm: X = 42.3m, Y = 37.2m. Tâm phụ tải tầng trệt: X = 16.1m, Y = 41.3m. Tâm phụ tải tầng lửng: X = 13m, Y = 36.2m. Tâm phụ tải tầng hai: X = 13.2m, Y = 38.7m. Tâm phụ tải tầng kỹ thuật: X = 13.2m, Y = 38.7m. Cơng thức xác định tâm phụ tải các tầng 3- 13, 15A, 15B. X = Y = TT Phịng diện tích( m2) S ( VA) Ksd cosφ P (W) X(m) Y(m) 1 140 (trục F-2) 6000 0.8 0.8 7500 8.2 37.5 2 140 (trục F-7) 6000 0.8 0.8 7500 40.1 36.7 3 140 (trục D- 2) 6000 0.8 0.8 7500 8.2 33.7 4 140 (trục D-7) 6000 0.8 0.8 7500 40.1 34.1 5 138 (trục A- 4) 6000 0.8 0.8 7500 26.2 8.2 6 138 (trục A- 5) 6000 0.8 0.8 7500 30 8.2 7 128 (trục C- 4) 6000 0.8 0.8 7500 26.6 15.9 8 120(trục E- 3) 6000 0.8 0.8 7500 15.7 34.1 9 115 (trục F- 6) 6000 0.8 0.8 7500 40.1 36.7 10 110 (trục C- 6) 6000 0.8 0.8 7500 29.2 15.9 11 107 (trục D- 6) 6000 0.8 0.8 7500 47.6 37.5 12 103(trục F- 3) 6000 0.8 0.8 7500 15.7 36.7 13 96 (trục F- 5) 6000 0.8 0.8 7500 24.7 39.2 14 97500 X = = = 27.1 (m) Y = == 28.8 (m) Tâm phụ tải ( X = 27.1, Y = 28.8) dời về vị trí ( X = 19.6, Y = 33.9). CHƯƠNG 4 CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN. 4.1 KHÁI QUÁT. Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm: Cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành …..Các vấn đề cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Muốn thực hiện đúng đắng và hợp lý nhất, ta phải thu nhận và phân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đĩ số liệu về nhu cầu điện là số liệu quang trọng nhất. Đồng thời sau đĩ phải tiến hành so sánh giửa các phương án đã đề ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật. Ngồi ra cịn phải biết kết hợp các yêu cầu về phát triển kinh tế chung và riêng của địa phương, vận dụng tốt các chủ trương của nhà nước. Các phương án điện được chọn sẻ được xem là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu sau: + Đảm bảo chất lượng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép. + Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải. + Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa. + Cĩ các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật hợp lý. Ngồi ra, khi thiết kế cơng trình cụ thể ta phải xem xét thêm các yếu tố sau: Đặc điểm của quá trình cơng nghệ, yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, khả năng cấp vốn và thiết bị và trình độ kỹ thuật chung của cơng nhân. 4.2 CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC. Sơ đồ cấu trúc phụ thuộc vào các cấp điện áp, ở đây ta chọn sơ đồ thích hợp cho cấp điện áp 22KV/0.4KV. Vì khơng phải sơ đồ nào cũng thỏa mãn được tất cả các điều kiện chọn nên ta phải đưa ra các phương án khác nhau cĩ tính chất khả thi nhất để so sánh. a) Phương án 1: Dùng một máy biến áp. b) Phương án 2: Dùng hai máy biến áp song song. c) Phương án 3: Dùng một máy biến áp và một máy phát. Nhận xét: + Sơ đồ cấu trúc của phương án 1: Gồm cĩ một máy biến áp 22/0.4 KV, theo sơ đồ cấu trúc này tuy cĩ tiết kiệm được chi phí nhưng khi cĩ sự cố hay sửa chữa thì các phụ tải hồn tồn bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa hay thay thế. Như vậy phương án này khơng khả thi. + Sơ đồ cấu trúc phương án 2: Gồm hai máy biến áp 22/0.4 KV mắc song song với nhau, sơ đồ này khi cĩ sự cố hay sửa chữa một máy vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục. Tuy nhiên phương pháp này lại cĩ tổn thất cơng suất lớn hơn tổn thất cơng suất ở phương án 1 và chi phí đầu tư cao hơn. + Sơ đồ cấu trúc phương án 3: Gồm một máy biến áp 22/0.4KV và một máy phát. Theo sơ đồ cấu trúc này, khi cĩ sự cố hay sửa chữa máy biến áp thì máy phát vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục, đồng thời cĩ chi phí thấp hơn phương án 2. Kết luận: Như vậy vừa đảm bảo tính cung cấp điện vừa tiết kiệm được chi phí đầu tư ta chọn phương án 3 với một máy biến áp và một máy phát dự phịng. Máy phát này chỉ cung cấp điện cho những khu vực quan trọng như tầng hầm, tầng trệt, tầng lửng, tầng hai, thang máy, máy bơm nước. Nhưng khi máy phát hoạt động thì ta củng phải cắt bớt một số phụ tải quan trọng._.