Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN =================== ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Dương Đình Đáng Lớp: Đ5H1 Khoá: Đ5 Hệ: Chính quy Ngành : Hệ Thống Điện TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TRÌNH KHÁCH SẠN 78 THỢ NHUỘM-HOÀN KIẾM-HN Thiết kế cung cấp điện công trình khách sạn 78 Thợ Nhuộm –Hoàn Kiếm– Hà Nội có diện tích 750 m2 có 12 tầng, gồm tầng hầm, tầng 1và tầng khu dịch vụ từ tầng đến tầng 12 phòng cho thuê Mỗi tầng có 17 hộ gồm phòng vip lại phòng thường Nguồn điện có công suất vô lớn, khoảng cách từ điểm đấu điện đến tường tòa nhà 300 (m) Toàn công trình có 03 thang máy công suất 18,5 kW với hệ số tiếp điện trung bình ε=0,6 Ngoài có hệ thống bơm sinh hoạt, thoát nước, cứu hỏa,và bơm tăng áp Thời gian sử dụng công suất cực đại toàn công trình 4450 (h/năm) Thời gian điện trung bình năm t f= 24h Suất thiệt hại điện gth=4500 VND/kWh Giá thành tổn thất điện năng: c Δ=1500 VND/kWh Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng số liệu hệ thống máy bơm bao gồm: SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải TT Loại bơm Công suất (kW) cosφ Sinh hoạt 15 0,8 Thoát nước 10 0,8 Cứu hỏa 20 0,8 Tăng áp 10 0,8 I SỐ LIỆU BAN ĐẦU: Điện áp: tự chọn theo công suất công trình khoảng cách từ công trình đến TBA khu vực (hệ thống điện) Công suất nguồn điện: vô lớn Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp TBA khu vực: ≥ 250MVA Đường dây nối từ TBA khu vực nhà máy dùng loại dây AC cáp XLPE II NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: PHẦN : THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU NHÀ Ở QUÂN ĐỘI CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ - Giới thiệu chung chung cư : vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm phân bố phụ tải; phân loại phụ tải điện… CHƯƠNG : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG - Giới thiệu tổng quan chiếu sáng - Thiết kế chiếu sáng cho chung cư CHƯƠNG : TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI Xác định phụ tải tính toán chung cư - Phân nhóm phụ tải -Tổng hợp phụ tải SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải + Xác định phụ tải sinh hoạt + Xác định phụ tải động lực + Xác định phụ tải tính toán chiếu sáng CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện chung cư - Lựa chọn số lượng, dung lượng, vị trí đặt trạm biến áp nguồn dự phòng - Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ lựa chọn CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐI DÂY - Tính toán ngắn mạch - Tính chọn phần tử + Chọn cầu chì tự rơi + Chọn chống sét van + Chọn dẫn + Chọn áp tô mát tổng áp tô mát cho tầng + Chọn cáp từ MBA đến tủ phân phối + Chọn cáp bốn lõi từ tủ phân phối đến bảng điện tầng + Chọn tủ phân phối + Chọn đồng hồ đo đếm -Chọn tủ phân phối điện hạ áp CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHỌN CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN CỦA KHÁCH SẠN - Tính toán ngắn mạch - Tính chọn phần tử + Chọn cầu chì tự rơi SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải + Chọn chống sét van + Chọn dẫn + Chọn áp tô mát tổng áp tô mát cho tầng + Chọn cáp từ MBA đến tủ phân phối + Chọn cáp bốn lõi từ tủ phân phối đến bảng điện tầng + Chọn tủ phân phối + Chọn đồng hồ đo đếm -Chọn tủ phân phối điện hạ áp CHƯƠNG : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CĂN HỘ -Tính toán chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ CHƯƠNG : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO CHUNG CƯ - Khái niệm nối đất - Xác định điện trở nối đất cần thiết hệ thống nối đất nhân tạo - Xác định điện trở tản điện cực chôn sâu - Xác định điện trở tản điênn cực nằm ngang CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP - Khái niệm chống sét - Thiết kế chống sét CHƯƠNG 10: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH - Bảng dự toán thiết bị III CÁC BẢN VẼ KHỔ A3 - Các sơ đồ chiếu sáng, nguyên lý cung cấp điên, nối đất, chống sét Ngày tháng… năm 2014 SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS Trần Thanh Sơn TS Phạm Mạnh Hải KẾT QUẢ ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH - Quá trình thiết kế - Điểm duyệt (Nộp toàn thiết kế cho khoa) Ngày tháng .năm 2014 - Bản vẽ thiết kế (Ký tên) Ngày tháng năm 2014 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Hiện nay, kinh tế nước ta ngày phát triển, đời sống nhân dân không ngừng nâng cao Dẫn tới nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng lên nhanh chóng Để đáp ứng nhu cầu đông cán ngành điện lực tham gia thiết kế, lắp đặt công trình cung cấp điện để phục vụ nhu cầu Cấp điện công trình điện Để thiết kế công trình điện nhỏ cần phải có kiến thúc tổng hợp từ nghành khác nhau, phải có hiểu biết xã hội, môi trường, đối tượng cung cấp điện Để từ tính toán lựa chọn đưa phương án tối ưu Phần : Thiết kế cung cấp điện cho khách sạn Chương : Tổng quan khách sạn Chương : Thiết kế chiếu sáng Chương : Tính toán nhu cầu phụ tải Chương : Thiết kế cung cấp điện Chương : Tính toán dây Chương : Chọn thiết bị tính toán chế độ mạng điện Chương : Thiết kế mạng điện hộ Chương : Tính toán nối đất Chương : Tính toán chống sét trực tiếp Chương 10 : Hạch toán công trình Hà nội, tháng năm 2015 Sinh viên thực Dương Đình Đáng LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất thầy cô trường Đại Học Điện Lực nói chung, khoa Hệ Thống Điện thầy cô môn Cung cấp SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải điện nói riêng Những người hướng dẫn, giảng dạy trang bị cho em nhiều kiến thức vô quý giá năm học đại học Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy Phạm Mạnh Hải hướng dẫn, giúp đỡ tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho em suất trình thực đề tài Cảm ơn gia đình người thân hết lòng tin tưởng tạo cho em nhiều niềm tin sống Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến tất anh em, bạn bè, người giúp đỡ mặt vật chất tinh thần để em hoàn thành tập đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày… tháng……năm 2015 SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải m NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Dương Đình Đáng Page Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Hà Nội, ngày… tháng……năm 2015 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN KHÁCH SẠN 78 THỢ NHUỘM-HOÀN KIẾM- HÀ NỘI……………………………….……………… …………….1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÁCH SẠN…………………………………… 1.1 Giới thiệu chung cư………………………………………………….…… 1.2 Vai trò yêu cầu việc cấp điện…………… ………………… …….3 1.2.1 Pham vi nguyên tắc thiết kế đồ án……………………………… ….4 1.2.2 Các tiêu chuân áp dụng……………………………………….… ….4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHIẾU SÁNG……………………………………7 2.1 Tổng quan chiếu sáng………………………………………………………7 2.1.1.Lựa chọn thông số………………………………………………….8 2.1.2 Phương pháp tính toán chiếu sáng…………………………………… 2.2 Tính toán chiếu sáng…………………………………………………………11 2.2.1 Tính toán chiếu sáng cổ cắm cho tầng hầm……………………….11 2.2.2 Tính toán chiếu sáng cổ cắm cho tầng 1………………………… 18 2.2.3 Tính toán chiếu sáng cổ cắm cho tầng đến tầng 17…………… 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI……………………………… 27 SVTH: Dương Đình Đáng Page 10 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải ∆Ucp – hao tổn điện áp cho phép đoạn cáp, giá trị hao tổn điện áp cho phép mạng hạ áp từ trạm biến áp phân phối đến đầu vào thiết bị ∆Ucp = 5% phụ tải chiếu sáng ∆Ucp=7,5% phụ tải khác Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện cáp phải lớn giá trị tối thiểu xác định theo biểu thức: Fmin = Ik t k Ct ; Trong đó: Ik – giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A; tk – thời gian tồn dòng ngắn mạch, s; Ct – hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện cho 25.pl [1].Trong trường hợp thiếu thông tin lấy giá trị trung bình theo bảng Bảng giá trị hệ số Ct Bảng 7.2 Giá trị hệ số Ct Cách điện Dây đồng Dây nhôm PVC 115 76 SVTH: Dương Đình Đáng Page 84 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 7.3 Thiết kế cung cấp điện cho phòng Căn hộ loại A gồm phòng khách ăn, phòng ngủ, WC, bếp, ban công, Logia Bảng 7.3 Thống kê dây dẫn thiết bị bảo vệ phòng vip STT Tên thiết bị Công Số U, (W) cực V 1500 1P 2000 SL suất Aptomat Cáp I, A Kích cỡ Loại 230 20 2(1x2,5)+1,5E CU/PVC 1P 230 20 2(1x4)+2,5E CU/PVC 1500 1P 230 20 2(1x2,5)+1,5E CU/PVC 187 1P 230 20 2(1x1,5) CU/PVC Điều hòa Bình nước nóng WC Ổ cắm sinh hoạt Đèn Hình 7.3 Sơ đồ bố trí thiết bị điện phòng vip Hình 7.4: Sơ đồ chiếu sáng phòng SVTH: Dương Đình Đáng Page 85 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Hình 6.1: Sơ đồ chiếu sáng phòng CHƯƠNG TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Nối đất biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện Đối với trạm biến áp phân phối có công suất > 100kVA hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rnd ≤ 4Ω Do hệ thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở hệ thống tiếp địa nhân tạo Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, SVTH: Dương Đình Đáng Page 86 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép mạ đồng φ 18, dài 2,5 m chôn sâu 0,8 m Các cọc chôn cách m nối với đồng nối 25x3 mm tạo thành mạch tia nối đất Các nối chôn sâu 0,8m Theo số liệu địa chất ta lấy điện trở xuất đất khu vực xây dựng trạm biến áp ρđat= 60 (Ω/m) - Xác định điện trở nối đất cọc Ta có : ρ d kmc  2l 4t + l  R1c =  ln + ln ÷ 2Π.l  d 4t − l  Với : l - chiều dài cọc d- đường kính cọc, d= 18.10-3 (m) kmc - hệ số mùa cọc, tra bảng 2.1 Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật c k m điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước ta có = 1,4 t = h+ l 2,5 = 0,8 + = 2, 05m 2 Điện trở nối đất cọc : R1c = 60.1,  2.2,5 4.2, 05 + 2,5  ln + ln = 31,8(Ω) 2Π.2,5  0, 018 4.2, 05 − 2,5 ÷  Số cọc cần thiết : n= Với: R1c 31,8 = = 13, 25 ηc Rd 0, 6.4 R1c- Điện trở nối đất cọc, Ω SVTH: Dương Đình Đáng Page 87 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Rd- Điện trở nối đất thiết bị nối đất theo quy định,Ω ηc- Hệ số sử dụng cọc, tra bảng ηc = 0,6 Vậy ta chọn số cọc n=14 (cọc) Số cọc đóng dọc phía trước theo chiều dài khu nhà L = 14.5 = 70(m) - Xác định điện trở nối ρ d kmt k L2 Rt = ln 2Π.L h.d Với : L - chiều dài D - đường kính cọc, d=0,5.b=0,5.40.10 -3=0,02(m) ktm - hệ số mùa thanh, tra bảng 2.1 Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước ta có ktm=1,6 k – hệ số hình dáng, k=1 Điện trở nối đất : Rt = 60.1, 2.702 ln = 2,86(Ω) 2Π.70 0,8.0, 025 Điện trở thực tế nối : Rt' = Rt 2,86 = = 6,35(Ω) ηt 0, 45 Tra bảng ta có hệ số sử dụng ηt = 0,45 - Xác định điện trở hệ thống nối đất Điện trở toàn số cọc : Rc = SVTH: Dương Đình Đáng Rt' 4.6,35 = = 10,8(Ω) ' Rt − 6,35 − Page 88 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Số cọc thực tế cần phải đóng : n= R1c 31,8 = = 4,9 ηc Rc 0, 6.10,8 Vậy ta chọn số cọc thục tế N=5 (cọc) Kiểm tra lại : Rht = R1c Rt 31,8.6,35 = = 2,98(Ω) R1c ηt n − Rt ηc 31,8.0, 45.5 − 6,35.0, < Ryc = 4Ω Hệ thống nối đất đạt yêu cầu SVTH: Dương Đình Đáng Page 89 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 8.1 Tổng quan Sét tượng phóng điện không khí đám mây với đất đám mây mang điện tích trái dấu Điện áp mây giông đất đạt tới hàng ngàn chí hàng triệu volt Vì dòng sét lớn, khoảng vài chục lên tới hàng trăm kA Nước ta nằm vùng có tỷ lệ sét đánh lớn bảo vệ chống sét vấn đề đáng quan tâm phải giải tốt nhằm bảo vệ tài sản tính mạng người dân Các phương pháp chống sét : - Bảo vệ chống sét dùng kim thu sét Phạm vi bảo vệ cột thu sét miền giới hạn mặt hình chóp tròn xoay có đường sinh xác định phương trình: rx = 1, ( h − hx ) hx 1+ h Trong đó: h chiều cao cột thu sét hx chiều cao cần bảo vệ rx bán kính phạm vi bảo vệ cho độ cao hx h – hx = độ cao hiệu dụng SVTH: Dương Đình Đáng Page 90 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Trong tính toán thực tế, đường sinh đưa dạng gẫy khúc a, b, c Khi h < 30m: hx   h rx = 1,5.h.1 − 0,8.h    : + Khi  hx  hx > h rx = 0,75.h.1 − h    : + Khi hx ≤ SVTH: Dương Đình Đáng Page 91 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Trường hợp cột thu sét cao 30m dùng công thức phải nhân 5,5 với hệ số hiệu chỉnh p = h hình vẽ dùng hoành độ 0,75h.p 1,5h.p Khi h > 30m: hx   h rx = 1,5.h p.1 − 0,8.h    : + Khi  hx  hx > h rx = 0,75.h p.1 − h    : + Khi hx ≤ Bảo vệ chống sét dùng dây thu sét Phạm vi bảo vệ dây thu sét dải rộng bx hai phía chiều dài đường dây + Khi + Khi hx ≤ hx   h rx = 1,2.h.1 − 0,8.h    : hx >  hx  h rx = 0,6.h.1 − h    : Trong chương ta sử dụng phương pháp dùng kim thu sét 8.2 Thiết kế chống sét 8.2.1 Tính toán bảo vệ cho công trình Diện tích cần bảo vệ (46,5x16,2)m2 Chiều cao tối đa tòa nhà 40 (m) Vậy bán kính chiều cao cần bảo vệ r= 24,3 (m); h= 70(m) Ta chọn kim thu sét NLP-L hãng CIRPROTEC-SPAIN sản xuất, có thông số : Bảng 8.1: Thông số kim thu sét Model BK bảo vệ(m) H(m) Giá thành,106 vnđ CPT-L SVTH: Dương Đình Đáng 65 150 Page 92 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Chọn dây dẫn dòng sét từ đầu kim thu sét xuống hệ thống nối đất chống sét : để đảm bảo dây dẫn không bị phá hủy có dòng sét chạy qua tiết diện dây không nhỏ 50mm2 Do ta chọn dây dẫn đồng trần tiết diện 70mm2 8.2.2 Tính toán nối đất chống sét Nối đất chống sét nhằm tản dòng điện sét vào đất (khi có sét đánh vào kim chống sét) để giữ cho điện điểm kim không lớn…Do hạn chế phóng điện ngược vào công trình cần bảo vệ Hệ thống nối đất chống sét có điện trở nối đất Rnd ≤ 10Ω Sử dụng hệ thống tiếp địa gồm cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng có đường kính d= 18 mm, cọc dài 2,5 m, độ chôn sâu cọc t =0,8 m Khoảng cách hai cọc gần m, dây nối cọc tiếp đất dây đồng 25x3mm Theo số liệu địa chất ta lấy điện trở suất đất khu vực xây dựng tòa nhà ρđat= 60 (Ω/m) Điện trở tản cọc : R1c = ρ d kmc  2l 4t + l   ln + ln ÷ 2Π.l  d 4t − l  Với : l - chiều dài cọc d- đường kính cọc, d=0,018 (m) kcm - hệ số mùa cọc, tra bảng 2.1 sách Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước ta có kcm=1,4 t = h+ l 2,5 = 0,8 + = 2, 05m 2 Thay số vào ta được: R1c = SVTH: Dương Đình Đáng 60.1,  2.2, 4.2, 05 + 2,5  ln + ln = 31,8(Ω) 2Π.2,5  0, 018 4.2, 05 − 2,5 ÷  Page 93 Đồ án tốt nghiệp môn cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Ước lượng sơ số cọc cần dùng n= R1c 31,8 = = 3,18 Rd 10 Giả sử hệ thống có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở không đáng kể Ta có thông số sau: n= 4, Rc= 31,8 (Ω), L/l= Hệ số sử dụng cọc ηc = 0,84 Điện trở nối đất hệ thống RHT = RC 31,8 = = 9, 46(Ω) n.ηc 4.0,84 Điện trở xung kích hệ thống nối đất Rxk = Rht η xk = 9, 46.1 = 9, 46(Ω)