§å ¸n Tèt NghiƯp ThiÕt KÕ Cung CÊp §iƯn lêi nói đầu Ngày với phát triển không ngừng ngành khoa học kỹ thuật ngành kinh tế, văn hoá , đời sống nhân dân nơi toàn giới ngày đợc nâng cao Đặc biệt nớc ta thực việc công nghiệp hoá đại hoá đất nớc - ngày có nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy đợc xây dựng, đồng thời để nâng cao sức khoẻ cho ngời có hàng loạt bệnh viện đợc xây dựng Vì vậy, việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hộ tiêu thụ vấn đề đợc ngành điện quan tâm mức; công trình cần thiết kế cấp điện nội dung tính toán bao gồm nhiều phơng án khác nhau, mà phơng án có hạn chế điểm mạnh khác nhau; vậy, việc chọn phơng án tối u quan trọng cho phải đảm bảo tiêu kỹ thuật tiêu kinh tế Các tiêu: - Về kinh tế: + Tiết kiệm vốn đầu t + Sử dụng kim loại màu + Phải đảm bảo chi phÝ vËn hµnh Ýt nhÊt - VỊ kü tht: + Phải đảm bảo chất lợng điện + Cung cấp điện phải liên tục tính an toàn cao + Phải linh hoạt, dễ dàng vận hành, chốt điện phải làm việc nh + Chú ý đến điều kiện phát triển rộng tơng lai Đồ án tốt nghiệp em với đề tài Thiết kế cung cấp điện cho khu khám chữa bệnh cao cấp Các số liệu ban đầu: Nguyễn Nho Hồng - ĐKT §å ¸n Tèt NghiƯp ThiÕt KÕ Cung CÊp §iƯn - Tổng số giờng bệnh bệnh viên 500 giờng - Nguồn cung cấp cho bệnh viên 10KV, 22KV; điện áp, hạ áp 0,4KV 0,22KV - Tổng công suất cung cấp coh toàn bệnh viện 1000 KW Để trình thiết kế đợc trình tự chặt chẽ nội dung yêu cầu Vì đồ án tốt nghiệp em đợc chia làm phần: - Phần I - Xác định phụ tải tính toán chọn máy biến áp - Phần II - Thiết kế mạng điện hạ áp - Phần III - Thiết kế hệ thống tiếp đất - Phần IV - Thiết kế hệ bù Cos Trải qua trình thiết kế, đồ án tốt nghiệp đà đợc hoàn thành với nỗ lực vợt bậc thân, với hớng dẫn tận tình thầy Hoàng Thái Sinh Tuy nhiên trình độ thời gian có hạn, nên nội dung đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi thiếu sót định Vì vậy, em kính mong thầy cô bạn đồng nghiệp giúp đỡ, ®ãng gãp ý kiÕn ®Ĩ néi dung cđa ®å ¸n tốt nghiệp đợc đầy đủ hoàn thiện Qua em xin chân thành biết ơn thầy Hoàng Thái Sinh đà tận tình giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án Em cám ơn thầy cô môn thiết bị điện nói riêng thầy cô trờng Đại học Bách Khoa nói chung, đà nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức bổ ích suốt trình học tập Nguyễn Nho Hồng - ĐKT Đồ án Tốt Nghiệp Nguyễn Nho Hång - §KT ThiÕt KÕ Cung CÊp §iƯn Đồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Cung Cấp Điện Phần I Xác định phụ tải tính toán chọn máy biến áp Chơng I Lý thuyết chung công thức Đ 1.1 - Những yêu cầu đồ án thiết kế cấp điện Một đồ ¸n thiÕt kÕ cÊp ®iƯn dï cho bÊt kú ®èi tợng cần thoả mÃn yêu cầu sau: 1-/ Độ tin cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất yêu cầu phụ tải Khu nhóm chữa bệnh cao cấp phụ tải loại I phải đợc cÊp ®iƯn víi ®é tin cËy cao, thêng dïng hai nguồn đến đờng dây lộ kép, có nguồn máy phát dự phòng nhằm hạn chế mức thấp nhÊt viƯc mÊt ®iƯn - víi thêi gian mÊt ®iƯn (nếu có) thờng đợc coi thời gian tự động đóng nguồn dự phòng 2-/ Chất lợng điện: Chất lợng điện đợc đánh giá qua hai tiêu tần số điện áp, đó: tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Còn tiêu điện áp ngời thiết kế phải đảm bảo cho khách hàng - nói chung, điện áp lới hạ áp cho phép dao động quanh giá trị định mức 5% 3-/ An toàn: Công trình cấp điện phải đợc thiết kế cã tÝnh an toµn cao, an toµn cho ngêi vËn hành, ngời sử dụng an toàn cho thiết bị điện toàn công trình Ngời thiết kế việc tính toán xác, chọn dùng thiết bị Nguyễn Nho Hồng - ĐKT §å ¸n Tèt NghiƯp ThiÕt KÕ Cung CÊp §iƯn khÝ cụ điện phải nắm vững quy định an toàn, hiểu rõ môi trờng lắp đặt hệ thống cấp điện đặc điểm đối tợng cấp điện Bản vẽ thi công phải xác, chi tiết đầy đủ với dẫn rõ ràn cụ thể 4-/ Kinh tế: Trong trình thiết kế thờng xuất nhiều phơng án Mỗi phơng án có u nhợc điểm riêng, có mâu thuẫn hai mặt kinh tế kỹ thuật Một phơng án đắt tiền thờng có u điẻm độ tin cậy chất lợng điện cao Thờng đánh giá kinh tế phơng án qua hai đại lợng: vốn đầu t phí tổn vận hành Phơng án kinh tế phơng án có vốn đầu t nhất, mà phơng án tổng hoà hai đại lợng cho thời hạn thu hồi vốn đầu t sớm Phơng án lựa chọn đợc gọi phơng án tối u Ngoài ra, ngời thiết kế cần lu ý cho hệ thống cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển Đ1.2 Những yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện Mục tiêu cung cấp điện đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện với chất lợng nằm phạm vi cho phép Một phơng án cung cấp điện đợc xem hợp lý thoả mÃn yêu cầu sau: - Vốn đầu t nhỏ, ý đến tiết kiệm đợc ngoại tệ vật t - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất hộ tiêu thụ - Chi phí vận hành hàng năm thấp Nguyễn Nho Hồng - ĐKT Đồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Cung Cấp Điện - Đảm bảo an toàn cho ngời thiết bị - Thuận tiện cho vận hành sửa chữa - Đảm bảo chất lợng điện năng, chủ yếu đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm phạm vi giá trị cho phép so với định mức Những yêu cầu thờng mâu thuẫn nên ngời thiết kế phải biết cân nhắc kết hợp hài hoà tuỳ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể Sau số bớc để thực thiết kế kỹ thuật phơng án cung cấp điện - Xác định phụ tải tính toán bệnh viện - Xác định phơng án nguồn điện - chọn máy biến áp - Xác định cấu trúc mạng - Chọn thiết bị khí cụ điện, sổ cách điện phần tử dẫn điện khác theo yêu cầu kiểm tra kỹ thuật hợp lý - Tính toán hệ thống nối đất - Tính toán tiêu kiểm tra kỹ thuật cụ thể mạng lới điện thiết kế (các tổn thất, Cos , dung lợng bù ) - Chọn tiết diện dây dẫn, cái, cáp theo yêu cầu kỹ thuật kinh tế Thật có nhiều biện pháp kỹ thuật để giải toán cung cấp điện cho bƯnh viƯn Do ®ã ®èi víi cung cÊp ®iƯn cho bƯnh viƯn Do ®ã ®èi víi cng cÊp ®iƯn cho bệnh viện có nhiều phơng án cần phải tính toán kinh tế kỹ thuật, từ tiến hành so sánh để chọn phơng án tốt Các tiêu kỹ thuật bao gồm: chất lợng điện, độ tin cậy, thuận tiện vận hành, độ bền vững công trình, khối lợng sửa chữa định kỳ đại tu, mức độ tự động hoá, vấn đề an toàn Nguyễn Nho Hồng - ĐKT Đồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Cung Cấp Điện Các tiêu kinh tế là: vốn đầu t ban đầu chi phí vận hành hàng năm Đ1.3 Xác định nhu cầu điện Khi thiết kế cung cấp điện cho công trình nhiệm vụ phải xác định đợc nhu cầu điện công trình đs Tuỳ theo quy mô công trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế phải tính đến phát triển sau Do việc xác định nhu cầu điện giải toán dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Nội dung phần thiết kế đồ án xác định phụ tải ngắn hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn xác định phụ tải công trình sau đa công trình vào khai thác, vận hành Phụ tải thờng đợc gọi phụ tải tính toán Nh vậy, xác định phụ tải tính toán bệnh viện số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện cho bệnh viện Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết không đổi lâu dài phần tử hệ thống cung cấp điện, tơng đơng với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nề Tức phụ tải tính toán làm nóng dân dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Do đó, phơng diện phát nóng, ta chọn thiết bị điện theo phụ tải tính toán đảm bảo an toàn cho thiết bị trạng thái vận hành Nh vậy, việc xác định xác phụ tải tính toán việc khó khăn quan trọng Vì phụ tải tính toán đợc xác định nhỏ phụ tải thực tế giảm tuổi thọ thiết bị, có đa đến cháy nổ nguy hiểm, phụ tải tính toán lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị đợc chọn lớn gây lÃng phí Ta có quan hệ phụ tải tính toán phụ tải khác đợc thể bất đẳng thức: Ptb Ptt Pmax Nguyễn Nho Hồng - ĐKT Đồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Cung Cấp Điện Với: + Ptb phụ tải trung bình đặc trng tĩnh phụ tải khoảng thời gian đó, phụ tải trung bình sau khoảng thời gian t đợc xác định: Ptb = + Pmax: phụ tải cực đại phụ tải trung bình lớn đợc tính khoảng thời gian tơng đối ngắn Đ1.4 Xác định phụ tải tính toán Hiện có nhiều phơng pháp để tính phụ tải tính toán Thông thờng, phơng pháp đơn giản tính toán thuận t t Pdt Qdtthật xác, muốn độ tiện lại cho kết, không Q tb = t t xác cao phơng pháp tính toán lại phức tạp đồ án tốt nghiệp này, ta xác định phụ tải tính toán bệnh viện theo công suất đặt (Pđ) hệ số nhu cầu (knc) - Phụ tải tính toán thiết bị: Ptt = knc Pđm (1) Suy ra: phụ tải tính toán nhóm thiết bị pha: Pttpha = - Phụ tải tính toán nhóm thiết bị có chế độ làm việc: Ptt = knc (1) - Công suất phản kháng đợc xác định: Qtt = Ptt tg  - C«ng st biĨu kiÕn đợc xác định: Stt = = Nguyễn Nho Hồng - §KT §å ¸n Tèt NghiƯp ThiÕt KÕ Cung CÊp Điện Trong đó: + knc: hệ số nhu cầu thiết bị tiêu thụ (hoặc nhóm thiết bị tiêu thụ), số công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế), số công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặc (công suất định mức) thiết bị: knc = , ta tra knc cẩm nang tra cứu, đợc: Điện chiếu sáng (đèn) : knc = 0,9 Quạt trần : knc = 0,7 Máy điều hoà nhiệt độ : knc = 0,7 ổ cắm : knc = 0,3 + Pđm: công suất định mức thiết bị công suất ghi nhÃn hiệu máy hoặc ghi lý lịch máy + tg : ứng với hệ số công suất cos , đặt trng cho thiết bị tài liệu tra cứu ë cÈm nang, hƯ sè cos  cđa c¸c thiết bị khác phải tính hệ số công suất trung bình: Cos tb = Đối với phụ tải bệnh viện, thiết bị chủ yếu là: quạt trần, máy điều hoà nhiệt độ điện chiếu sáng Do đó, ta tính theo hệ số công suất trung bình đợc lấy: Cos tb = 0,8 - Sau xác định đợc công suất tính toán tất thiết bị pha (Pttpha), ta tiếp tục tính công suất tính toán pha nh sau: Gọi công suất tính toán lần lợt pha A, B, C P ttA, PttB, PttC Vậy công suất tính toán pha là: Ptt3pha = PttA + PttB + PttC Công suất phản kháng pha: Qtt3pha = Ptt3pha tg tb NguyÔn Nho Hång - ĐKT Đồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Cung Cấp Điện Công suất biểu kiến pha: Stt3pha = = - Phụ tải tính toán điểm nút hệ thống cung cấp điện (tầng 1, tầng 2, , thang máy, chiếu sáng hành lang ) đợc xác định: Stt = k®t (2) Víi: + : Tỉng phơ tải tác dụng tính toán nhóm thiết bị, ta xét: = Ptt3pha + : Tổng phụ tải tính toán nhóm thiết bị = Qtt3pha + k®t: hƯ sè ®ång thêi, nã n»m giới hạn: k đt = 0,85 Nguyễn Nho Hång - §KT