Đồ Án Cung Cấp Điện Cho Khu B Trường ĐH Hàng Hải VN 2021-2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho giảng đường B Trường ĐH Hàng Hải VN SINH VIÊN MSV LỚP VŨ QUANG LINH 83760 ĐTĐ60ĐH NGUYỄN NGỌC ANH 82135 ĐTĐ60ĐH PHẠM QUANG ĐÔNG 82770 ĐTĐ60ĐH NGUYỄN ĐỨC LẬP 83651 ĐTĐ60ĐH GVHD PHẠM THỊ HỒNG ANH NHÓM N02 NĂM HỌC 2021 2022 ĐIỂM ĐÁNH GIÁ HẢI PHÒNG 052022 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU 6 CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN KHU B 7 1 1 Xác Định P.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN KHU B

Xác Định Phụ Tải Tính Toán Nhà B1

Nhà B1 được chia làm 3 tầng, mỗi tầng có 4 phòng học và 1 phòng vệ sinh. A,Phụ tải tính toán tầng 1

Bảng 1.2: Thống kê số liệu phụ tải của các phòng tầng 1 nhà B1

Tên Thiết Bị Đèn tuýp Đèn tròn Điều hòa

 Xác định phụ tải tính toán từng phòng:

 Xác định phụ tải tính toán từng tầng

 Xác định phụ tải tính toán nhà B1: (

Xác Định Phụ Tải Tính Toán Nhà B2, B3, B4

Trong quá trình khảo sát, nhóm chúng tôi nhận thấy các tòa nhà B1, B2, B3 và B4 có nhiều điểm tương đồng Do đó, chỉ cần tính toán phụ tải cho một tòa nhà, cụ thể là B2, thì có thể suy ra được phụ tải tính toán cho các tòa nhà B3 và B4.

Xác Định Phụ Tải Tính Toán Nhà B5

Bảng 1.3: Thống kê số liệu phụ tải của các phòng tầng 4 nhà B5

Tên Thiết Bị Đèn tuýp Đèn tròn Điều hòa

 Xác định phụ tải tính toán từng phòng:

 Xác định phụ tải tính toán tầng 4:

 Xác định phụ tải tính toán nhà B5:

Xác Định Phụ Tải Tính Toán Khu B

SƠ ĐỒ NGUYỄN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN

Lựa chọn trạm biến áp và xác định vị trí trạm biến áp của khu nhà

Hình 2.1: Sơ đồ đặt trạm biến áp

 Lựa chọn trạm biến áp:

- Yêu cầu: Dung lượng của trạm biến áp: STBA > SKhuB = 222 (KVA) => Từ đó chọn máy biến áp Đông Anh EEMC.EVN-250-22/0.4

Hình 2.2 Máy biến áp Đông Anh EEMC.EVN-250-22/0.4

Bảng 2.1: Bảng thông số máy biến áp Đông Anh EEMC.EVN 250kVA - 22/0.4

Hãng sản xuất Công ty CP thiết bị điện Đông Anh

Công suất 250 KVA Điện áp 22/0.4kV

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của tòa nhà

Hình 2.4 Sơ đồ phụ tải từ trạm biến áp đến tủ điện các khu nhà B

- Loại dây: dây cáp đồng ( = 0,07 )

- Điện dẫn suất của đồng: = 0,053 ( )

+ Tính lại = 20.33> (V) nên ta sẽ chọn lại

- Chọn loại cáp đồng có tiết diện 95mm 2

Vậy lựa chọn cáp đồng có tiết diện 95 mm 2 là phù hợp.

TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

Lực chọn dây dẫn phía hạ áp

Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi trên trục đường dây có cùng tiết diện.

B1: Xét dây trên không hạ áp:

B4: Tra bảng từ 2.33, lựa chọn tiết diện dây thỏa mãn

Tra tiếp bảng tương ứng với tiết diện vừa lựa chọn tìm , sau đó tính lại

B5: So sánh với Nếu thì phải chọn lại F (tăng F).

3.1.1 Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng a Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng nhà B1 về tủ điện các tầng

Hình 3.1: Sơ đồ dây dẫn từ tủ điện tổng nhà B1 về tủ điện các tầng

Tính tiết diện dây (Chọn phụ tải xa nhất để tính tiết diện)

Dây cung cấp điện là dây đồng trần, lắp đặt trên sứ cách điện, kết cấu dây dẫn nằm trên mặt phẳng nằm ngang (D = 476 mm) nên: Dtb= 1,26*D = 600 mm Chọn

- Tra bảng 2.33 /644: và từ Dtb`0mm ta chọn được

Như vậy dây M-6 là lựa chọn hợp lí.

Do các nhà B1, B2, B3, B4 có cấu trúc tương tự, dây dẫn được lựa chọn cho các nhà B2, B3 và B4 sẽ là dây M-6 Ngoài ra, việc lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng của nhà B5 cho tủ điện các tầng cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

Hình 3.2: Sơ đồ dây dẫn từ tủ điện tổng nhà B5 về tủ điện các tầng

Dây cung cấp điện là dây đồng trần, lắp đặt trên sứ cách điện, kết cấu dây dẫn nằm

Như vậy dây M-6 là lựa chọn hợp lí.

3.1.2 Lựa chọn dây dẫn từ tù điện tổng của tầng đến các phòng

3.1.2.1 Lựa chọn dây dẫn cho từng tầng nhà B1 a Lựa chọn dây dẫn tầng 1 nhà B1

Bảng 3.1: Công suất tính toán các phòng tầng 1 nhà B1

STT Phòng Tổng P(KW) Ptt(KW) Qtt(KVAR)

Sơ đồ nguyên lí tầng 1 nhà B1.

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lí tầng 1 nhà B1

Dây cung cấp điện là dây đồng trần, lắp đặt trên sứ cách điện, kết cấu dây dẫn nằm trên mặt phẳng nằm ngang (D = 476 mm) nên: Dtb= 1,26*D = 600 mm

Như vậy dây M-6 là lựa chọn hợp b Lựa chọn dây dẫn cho tầng 2, 3 nhà B1

Vì tầng 2, 3 nhà B1 có cấu trúc và phụ tải giống tầng 1, nên dây M- 6 là lựa chọn hợp lí cho nhà tầng 2, 3 nhà B1.

3.1.2.2 Lựa chọn dây dẫn cho từng tầng nhà B5 a Lựa chọn dây dẫn cho tầng 4 nhà B5

Bảng 3.2: Công suất tính toán các phòng tầng 4 nhà B5

STT Phòng Tổng P(KW) Ptt(KW) Qtt(KVAR)

Sơ đồ nguyên lí tầng 4 nhà B5

Ta chia tầng 4 nhà B5 thành 2 nửa của sơ đồ nguyên lí như sau

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí tầng 4 nhà B5 từ phòng 401 - 405

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lí tầng 4 nhà B5 từ phòng 406 - 410

Như vậy dây M-6 là lựa chọn phù hợp.

Như vậy dây M-6 là lựa chọn phù hợp. b Lựa chọn dây dẫn cho tầng 1, 2, 3 nhà B5

Vì tầng 1, 2, 3 nhà B1 có cấu trúc và phụ tải giống tầng 4, nên dây M- 6 là lựa chọn hợp lí cho nhà tầng 1, 2, 3 nhà B5.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp

3.2.1 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ trạm biến áp về tủ điện tổng a Tổn hao điện áp b.Tổn hao công suất a Tổn hao công suất tác dụng b Tổn hao công suất phản kháng c Tổn hao công suất toàn phần

3.2.2 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất từ tụ điện tổng về tủ điện các tầng của tòa nhà

* Nhà B1, B2, B3, B4 a Tổn hao điên áp b.Tổn hao công suất

+ Tổn hao công suất tác dụng

+ Tổn hao công suất phản kháng

+ Tổn hao công suất toàn phần

* Nhà B5 a Tổn hao điên áp b.Tổn hao công suất

3.2.3 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất từng tầng nhà B1, B2, B3, B4 a Tổn hao điên áp b.Tổn hao công suất

3.2.4 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất từng tầng nhà B5 a Tổn hao điên áp b.Tổn hao công suất

Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ

3.3.1 Lựa chọn máy cắt điện

Lựa chọn và kiểm tra máy cắt điện theo các điều kiện trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt điện Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức để chọn và kiểm tra Điện áp định mức (kV) = 22kV

Dòng điện ổn định lực điện động (kA)

Dòng điện ổn định nhiệt trong thời gian t ôđn (A) I ôđn

Công suất cắt định mức (MVA)

Từ đó chọn máy cắt điện loại HVF-604 có thông số kỹ thuật như bảng 3.4

Bảng 3.4: Thông số ký thuật máy cắt điện HVF-604 Loại U đm (kV) I đm (A) I N (kA) I xk (kA) Trọng lượng

3.3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp

Trạm biến áp có dung lượng 250KVA nên ta có:

- Điểm ngắn mạch ở xa nguồn

- Công suất hệ thống so với lưới điện quốc gia là vô cùng nhỏ nên toàn bộ hệ thống điện phía trước được thay thế bằng 1 điện kháng

- Giá trị điện kháng được tính qua công suất cắt của máy cắt đầu nguồn

=> Ta có sơ đồ thay thế như hình 3.

Hình 3.6 Sơ đồ thay thế

Hệ thống điện được kết nối trực tiếp với đường dây trung áp, với chiều dài dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp là 250 mét và tiết diện dây dẫn là 120 mm².

Ta có máy cắt HVF-604 có I cđm = 25kA

Xác định điện kháng hệ thống:

Xác định tổng trở từ nguồn về điểm ngắn mạch:

Dòng điện ngắn mạch 3 pha ổn định là:

Dòng điện ngắn mạch xung kích là:

3.3.3 Lựa chọn aptomat cho Khu B

Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch Với ưu điểm vượt trội so với cầu chì, aptomat đảm bảo sự làm việc chắc chắn, tin cậy và an toàn khi đóng cắt đồng thời 3 pha Mặc dù có giá thành cao hơn, nhưng khả năng tự động hóa cao của nó đã khiến aptomat ngày càng được ưa chuộng trong lưới điện hạ áp công nghiệp và lưới điện sinh hoạt.

Aptomat được sản xuất với nhiều điện áp khác nhau, bao gồm 400V, 440V, 500V, 600V và 690V Ngoài ra, có các loại aptomat một pha, hai pha và ba pha với số cực đa dạng như một cực, hai cực, ba cực và bốn cực.

3.3.3.1 Lựa chọn Aptomat tổng cho khu B

Chọn Aptomat cho khu B với điều kiện:

Tra bảng 3.2/146 tài liệu [3], ta chọn được aptomat từ 250 - 1200 A do LG chế tạo:

Bảng 3.5 Thông số Aptomat tổng cho khu B

Loại Kiểu U đm (V) I đm (A) I cđm (KA) Số cực

3.3.3.2 Lựa chọn aptomat cho nhà B1

 Lựa chọn Aptomat cho tủ điện tổng nhà B1

Chọn aptomat cho nhà B1 với điều kiện:

Bảng 3.6 Thông số Aptomat tổng cho nhà B1

 Lựa chọn Aptomat cho tầng 1 nhà B1

Chọn aptomat cho nhà tầng 1 với điều kiện:

Bảng 3.7 Thông số Aptomat tổng cho tầng 1 nhà B1

 Lựa chọn Aptomat cho từng phòng của tầng 1

Bảng 3.8 Thông số Aptomat cho các phòng tầng 1 nhà B1

Lựa chọn Aptomat cho tầng 2 nhà B1

Bảng 3.9 Thông số Aptomat cho tầng 2 nhà B1

 Lựa chọn Aptomat cho tầng 3 nhà B1

3.3.3.3 Lựa chọn aptomat cho nhà B5

 Lựa chọn Aptomat cho tủ điện tổng nhà B5

Bảng 3.13 Thông số Aptomat tổng cho nhà B5

 Lựa chọn Aptomat cho tủ điện tầng 1 nhà B5

 Tủ điện các tầng còn lại nhà B5 có cùng Ptt nên ta chọn cùng loại Aptomat như trên.

 Lựa chọn Aptomat cho từng phòng nhà B5

Bảng 3.15 Thông số Aptomat cho các phòng nhà B5

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT

Tính toán chống sét

Trong khí quyển, sự phóng điện xảy ra giữa các đám mây khi có sự tích điện trái dấu Trước khi sét xuất hiện, các đám mây giông tích lũy điện tích cao do luồng khí nóng và hơi nước Điện áp giữa đám mây và mặt đất có thể lên tới hàng triệu volt, hình thành các tụ điện khổng lồ Cường độ điện trường giữa mây và đất gia tăng liên tục, và khi đạt tới giá trị tới hạn từ 25-30 KV/cm, hiện tượng phóng điện hay sét sẽ xảy ra.

Sét đánh trực tiếp vào đường dây tải điện gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng, bao gồm gián đoạn cung cấp điện, ngắn mạch và hư hỏng cách điện của thiết bị do quá điện áp Khi sét đánh vào công trình điện hoặc tòa nhà cao tầng, dòng điện sét có thể gây ra các tác động nhiệt, cơ và điện từ, dẫn đến hư hại tài sản và nguy hiểm cho tính mạng con người Vì vậy, việc bảo vệ chống sét là cần thiết cho các công trình.

Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp thường được thực hiện thông qua việc sử dụng cột thu sét hoặc dây thu sét Hệ thống này bao gồm ba thành phần chính: bộ phận thu sét, bộ phận nối đất và bộ phận dẫn dòng điện sét xuống đất, kết nối liền mạch từ bộ phận thu sét đến bộ phận nối đất.

Có các loại kiểu thu sét như sau:

- Cột thu sét đặt độc lập.

- Dây thu sét (dây căng dạng ăng-ten)

- Lưới thu sét (còn gọi là dòng thu sét).

- Bộ phận thu sét hỗn hợp, gồm: cột thu sét và dây thu sét kết hợp với nhau.

4.2.1 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

4.2.1.1 Các nguyên tắc bảo vệ

Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm được áp dụng cho các công trình có độ cao dưới 15 mét và các công trình không quan trọng Phương thức này chỉ yêu cầu bảo vệ những bộ phận thường xuyên bị sét đánh Đối với công trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ bao gồm bốn góc, xung quanh tường chắn mái và các kết cấu nhô cao Trong khi đó, đối với công trình mái dốc, trọng điểm bảo vệ tập trung vào các đỉnh tại các góc, bờ nóc, bờ chảy, các gốc diềm mái và các kết cấu nhô cao lên khỏi mặt mái.

Bảo vệ chống sét toàn bộ áp dụng cho các công trình cao trên 20 mét và những công trình quan trọng, dễ cháy nổ Nguyên tắc này yêu cầu toàn bộ công trình phải nằm trong phạm vi bảo vệ của các cột thu sét để đảm bảo an toàn tối đa.

Như vậy, đối với tòa nhà khu B (B1, B2, B3, B4 và B5) có chiều cao khoảng

10 đến 15m nên sẽ ta sử dụng phương pháp bảo vệ trọng điểm, sử dụng kim thu lôi kết hợp với hệ thống nối đất.

4.2.2.2 Bảo vệ dùng kim thu lôi

Dựa trên nghiên cứu các mô hình, có thể xác định vùng bảo vệ của cột thu lôi, là không gian xung quanh cột thu lôi nơi vật thể được bảo vệ có ít khả năng bị sét đánh.

Phạm vi bảo vệ cột thu lôi là hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là những hình tròn, ở độ cao hx có bán kính Rx

Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của kim thu lôi:

Hình 4.1: Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của kim thu lôi

Bán kính bảo vệ của kim ở độ cao hx:

Trong đó: rx: bán kính bảo vệ của công trình. h: Độ cao của cột thu sét. hx: Độ cao của công trình cần bảo vệ

Trong trường hợp có hai cột thu lôi, phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi được thể hiện như hình sau:

Hình 4.2: Vùng bảo vệ của 2 cột thu lôi

Trong bài viết này, Rx được tính theo công thức đã nêu, trong khi bx là bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ tại độ cao hx, được xác định qua công thức liên quan Cụ thể, a là khoảng cách giữa hai cột thu lôi (m) và ha là chiều cao hiệu dụng của cột thu lôi (m) Đặc biệt, khi hai kim thu lôi được đặt gần nhau, hiện tượng tương hỗ giữa chúng sẽ tạo ra một cột giả tưởng h0, từ đó ảnh hưởng đến phạm vi bảo vệ thực tế.

Khi kết hợp nhiều cột để bảo vệ một khu vực, mỗi đôi cột sẽ có phạm vi bảo vệ tương đương như hai cột riêng lẻ Phạm vi bảo vệ bên trong các cột không cần phải vẽ rõ, nhưng cần tuân thủ các yêu cầu cụ thể Đối với chiều cao 30m, cần thực hiện tính toán chống sét cho các công trình B1, B2, B3 và B4.

Nhà B1, B2, B3, B4 cao khoảng 10m với mái bằng, do đó theo nguyên tắc bảo vệ trọng điểm, cần đặt cọc thu lôi ở 4 góc của mỗi tòa nhà Đối với nhà B1 có diện tích 6×40m, chúng ta sẽ xác định số lượng kim thu lôi phù hợp.

Chọn kim có độ cao

Ta chỉ cần xét trên các cạnh, nếu có kim giả tưởng

Như vấy, nếu ta đặt 2 kim có độ cao 2m ở 2 góc cạnh 6m thì có kim giả tưởng.

Với N là số kim trên 1 cạnh chiều dài với

Như vây, trên cạnh 40m của nhà B1, số kim cần có là

Vây số kim trên cạnh 40m là 4 cái.

Tính toán bán kính bảo vệ:

4 a34 3 b Tính toán chống sét cho nhà B5

Nhà B5 có chiều cao khoảng 16m, chắn mái Như vậy theo nguyên tắc bảo vệ trọng điểm, ta sẽ đặt kim thu sét tại vị trí nhô cao.

Chọn kim thu sét có độ dài 2m.

- Số lượng kim trên cạnh 1 ( 30m ) sẽ là

- Số lượng kim trên cạnh 2 ( 60m ) sẽ là

- Tính bán kính bảo vệ:

4.2.2.3 Tính toán nối đất chống sét

Khu B Đại học Hàng hải Việt Nam được xây dựng trên nền đất vườn với đặc điểm đất khô Theo bảng 10-1 trang 389 tài liệu [1], hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất kmax được chọn với hệ số mùa là kCọc = 1,4 và kThanh = 1,6.

Xác định điện trở nối đất: Rđ

- Theo quy định về nối đất chống sét điên trở nối đất nên ta chọn

Xác định điện trở nối đất của của 1 cọc: R1c

- Chọn thép góc L 60×60×6 dài 2,5m chôn sâu 0,7m

 Xác định sơ bộ số cọc cho nhà B1, B2, B3, B4

Trong dự án, chúng tôi sử dụng 22 cọc thép góc L 60×60×6 mm, mỗi cọc dài 2,5m và được chôn sâu 0,7m dưới mặt đất 20 cọc được xếp thành mạch vòng với khoảng cách 5m giữa các cọc, tạo ra tỷ số khoảng cách giữa cọc và chiều dài cọc là 2 Dựa vào bảng 10.3 trang 387 trong tài liệu [1], chúng tôi xác định được hệ số ηc = 0,63.

- Điện trở của 22 cọc chôn thẳng đứng:

Chọn thanh thép dẹt có kích thước (40×4) mm, được chôn sâu 0,8m và được nối thành vòng qua 22 cọc.

Tổng chiều dài các thanh nối nằm ngang L = 22.50(m)

- Điện trở thanh nối nằm ngang

- Điện trở của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và thanh nối nằm ngang:

Như vậy thiết bị nối đã chọn thỏa mãn yêu cầu đề ra.

 Xác định sơ bộ số cọc cho nhà B5

Trong bài viết này, chúng tôi sử dụng 50 cọc thép góc L 60×60×6 dài 2,5m, chôn sâu 0,7m dưới mặt đất Các cọc được sắp xếp thành mạch vòng với khoảng cách 5m giữa các cọc Tỉ số giữa khoảng cách và chiều dài cọc là 2, từ đó tra bảng 10.3 trang 387 tài liệu [1], chúng tôi xác định được ηc = 0.56.

- Điện trở của 50 cọc chôn thẳng đứng:

Chọn thanh thép dẹt có kích thước (40×4) mm, được chôn sâu 0,8m và được nối thành vòng qua 50 cọc.

Tổng chiều dài các thanh nối nằm ngang L = 50.5%0(m)

- Điện trở thanh nối nằm ngang

- Điện trở của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và thanh nối nằm ngang:

Như vậy thiết bị nối đã chọn thỏa mãn yêu cầu đề ra.

4.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét quá điện áp Để phù hợp với điều kiện thực tế thì phần lựa chọn thiết bị chống sét quá điện áp này bọn em lựa chọn thiết bị chống sét van

Chống sét van có nhiệm vụ ngăn chặn sét từ đường dây trên không xâm nhập vào trạm biến áp và trạm phân phối Để đạt hiệu quả tối ưu, nên lắp đặt chống sét van tại trạm, vì đây là phương pháp an toàn nhất, bảo vệ dao cách ly và thuận tiện cho việc sửa chữa, thay thế.

Trạm biến áp phân phối nhận điện từ đường dây trên không 22kV và sử dụng chống sét van do Siemens sản xuất với các thông số kỹ thuật đặc biệt.

Loại Vật liệu (kV) Dòng điện phóng định mức (kA)

3EA1 Cacbua silic SIC 24 5 Nhựa

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Giảng Đường B - Trường ĐH Hàng Hải VN
Tác giả	Vũ Quang Linh, Nguyễn Ngọc Anh, Phạm Quang Đông, Nguyễn Đức Lập
Người hướng dẫn	Phạm Thị Hồng Anh
Trường học	Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Chuyên ngành	Điện Tự Động Công Nghiệp
Thể loại	báo cáo bài tập lớn
Năm xuất bản	2021 - 2022
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	838,37 KB