Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu nhà ở chung cư và liền kề bộ công an tại xã nghi phú, thành phố vinh

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nó thoả mãn các yêu cầu sau: - Tính khả thi cao; - Vốn đầu tư nhỏ; - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ

Đặt vấn đề

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và dân số gia tăng ở các đô thị lớn, việc phát triển nhà ở chung cư cao tầng trở thành một giải pháp cần thiết để giảm bớt áp lực về chỗ ở cho người dân Hệ thống cung cấp điện cho các tòa nhà cao tầng phải được lắp đặt trong không gian hạn chế, với mật độ phụ tải cao, đồng thời yêu cầu độ tin cậy, an toàn và tính thẩm mỹ cao Những đặc điểm này đặt ra thách thức cho việc thiết kế và triển khai hệ thống điện trong các công trình cao tầng.

- Phụ tải phong phú và đa dạng;

- Mật độ phụ tải tương đối cao;

- Lắp đặt trong không gian chật hẹp;

- Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng nhƣ ắc quy, máy phát

- Không gian lắp đặt hạn chế và thỏa mãn các yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúc xây dựng;

Việc thiết kế cấp điện cho các tòa nhà chung cư cao tầng đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng cũng như thiết bị Quá trình này phức tạp và cần đảm bảo đủ số lượng và chất lượng điện, do đó, kỹ sư thiết kế cần có kiến thức vững vàng về các tiêu chuẩn chất lượng điện để đáp ứng tốt nhất các yêu cầu này.

Khi đời sống kinh tế và văn hóa xã hội phát triển, nhu cầu sử dụng điện cho các thiết bị giải trí và sinh hoạt ngày càng tăng Chất lượng điện được đánh giá qua tần số và điện áp, do đó, người thiết kế cần tính toán để đảm bảo chất lượng điện áp cho các thiết bị, vì điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của chúng Độ tin cậy trong cung cấp điện cũng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Tòa nhà chung cư với mật độ dân số cao phục vụ nhu cầu sinh hoạt của các hộ dân, do đó, việc cung cấp điện liên tục là rất quan trọng Tình trạng mất điện có thể gây ra lộn xộn, mất trật tự và ảnh hưởng đến vệ sinh, làm xáo trộn đời sống của cư dân Do đó, cần phải nhanh chóng khắc phục sự cố mất điện để giảm thiểu thời gian mất điện và đảm bảo an toàn cho các hộ dân trong tòa nhà.

Hệ thống cung cấp điện cần đảm bảo an toàn cao để bảo vệ người vận hành, người sử dụng và thiết bị điện Việc lựa chọn sơ đồ và cách đi dây phải rõ ràng để tránh nhầm lẫn trong quá trình vận hành Đồng thời, cần tính toán chính xác để chọn dây dẫn và khí cụ đóng cắt phù hợp Ngoài ra, việc lựa chọn thiết bị phải dựa trên tính năng sử dụng, cấp điện áp và dòng điện làm việc tương ứng.

Để đảm bảo an toàn điện, ngoài việc tính toán chính xác và lựa chọn thiết bị phù hợp, cần nắm vững các quy định về an toàn, hiểu rõ môi trường và đặc điểm cấp điện Việc cung cấp chỉ dẫn và cảnh báo tại những khu vực nguy hiểm là rất cần thiết để nâng cao ý thức của người sử dụng, đồng thời đảm bảo tính kinh tế trong quá trình lắp đặt và sử dụng thiết bị điện.

Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện, cần xem xét nhiều phương án như sử dụng đường dây trên không hoặc cáp ngầm, và quyết định có nên lắp đặt máy phát dự phòng hay không, mỗi phương án đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Mục tiêu là đảm bảo nhu cầu sử dụng điện trong khi vẫn hợp lý về mặt kinh tế Đánh giá kinh tế kỹ thuật của các phương án cấp điện chủ yếu dựa trên hai yếu tố: vốn đầu tư ban đầu và chi phí vận hành.

Ngoài các yêu cầu cơ bản, người thiết kế cần xem xét các yếu tố như điều kiện khí hậu, vị trí địa lý và mục đích sử dụng của từng tòa nhà Điều này bao gồm việc chú trọng đến tính thẩm mỹ, sự hiện đại, khả năng sử dụng dễ dàng và tiềm năng phát triển trong tương lai.

Mục đích của đề tài

Mục đích của nghiên cứu này là tạo cơ hội cho người thực hiện tự kiểm tra và nâng cao kiến thức của bản thân, đồng thời khám phá những vấn đề chưa rõ ràng Qua đó, người thực hiện mong muốn trang bị cho mình những kiến thức bổ ích để ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống sau này.

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cần được thực hiện như một tổng thể, lựa chọn các phần tử sao cho đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật, an toàn và kinh tế Mục tiêu chính là đảm bảo hộ tiêu thụ luôn có đủ điện năng với chất lượng cao.

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án đƣợc cho là tối ƣu khi nó thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải;

- Chi phí vận hành hàng năm thấp;

- Đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị;

- Thuận tiện cho việc bảo dƣỡng và sửa chữa;

Để đảm bảo chất lượng điện, cần duy trì độ lệch và dao động điện áp ở mức tối thiểu, trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.

Khi thiết kế công trình, cần chú ý đến các yêu cầu phát triển trong tương lai, nhằm rút ngắn thời gian thi công lắp đặt và nâng cao tính mỹ quan của công trình.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là khu nhà ở chung cư và liền kề bộ công an tại xã Nghi Phú, TP Vinh

Khu nhà ở chung cư và liền kề của Bộ Công an tại xã Nghi Phú, TP Vinh được thiết kế gồm hai đơn nguyên cao 16 tầng, với 9 căn hộ trên mỗi tầng.

- Tầng 1 gồm 2 căn hộ, nhà xe và các phòng ban của tòa nhà

- Tầng 2 đến 16 là khu nhà ở, từ tầng 2 - 16 mỗi tầng có 9 căn hộ

+ Phòng quản lý tòa nhà: Diện tích 10,4 m 2

+ 2 căn hộ kinh doanh, mỗi căn hộ có diện tích 76,4 m 2

+ Kho gom rác: Diện tích 5,6 m 2

+ Nhà vệ sinh: Diện tích 5,3 m 2

+ 4 khu để xe: - Khu để xe 1: Diện tích 87 m 2

- Khu để xe 2: Diện tích 215,5 m 2

- Tầng 2: Gồm có 9 căn hộ, trong đó có 2 căn hộ là thuộc tầng 2 của căn hộ kinh doanh ở tầng 1

+ 2 căn hộ kinh doanh: Diện tích mỗi căn: 76,4m 2

Gồm: phòng khách, 3 phòng ngủ, phòng bếp, 2 phòng vệ sinh và ban công + Căn hộ 202, 203: Diện tích mỗi căn: 57,9m 2

Gồm: phòng khách, 2 phòng ngủ, phòng bếp, 1 phòng vệ sinh và ban công + Căn hộ 207: Diện tích: 89,7m 2

Gồm: phòng khách, 3 phòng ngủ, phòng bếp, 2 phòng vệ sinh và ban công

- Tầng 3 ÷ 16: Gồm các căn hộ, cơ bản giống nhau về kiến trúc Mỗi tầng gồm có 9 căn hộ

+ Căn hộ 02, 03: Diện tích mỗi căn: 57,9m 2

Gồm: phòng khách, 2 phòng ngủ, phòng bếp, 1 phòng vệ sinh và ban công + Căn hộ 01, 04, 06, 08: Diện tích mỗi căn: 76,4m 2

Gồm: phòng khách, 2 phòng ngủ, phòng bếp, 1 phòng vệ sinh và ban công + Căn hộ 07: Diện tích: 89,7m 2

Gồm: phòng khách, 3 phòng ngủ, phòng bếp, 2 phòng vệ sinh và ban công

Nhu cầu sử dụng điện trong các công trình ngày càng đa dạng và tăng cao theo sự phát triển kinh tế Để thiết lập hệ thống điện hiệu quả, cần nghiên cứu kỹ lưỡng bản vẽ kiến trúc, ý đồ sử dụng và công năng của công trình Việc tính toán và bố trí công suất hệ thống điện cùng với các trang thiết bị sử dụng, thiết bị đóng cắt bảo vệ là rất quan trọng Cần lựa chọn và bố trí dây cấp điện một cách hợp lý, đảm bảo mỹ quan và an toàn, nhằm tránh tình trạng thiếu hụt hoặc lãng phí năng lượng.

Dựa trên mục đích và yêu cầu thiết kế cấp điện cho công trình đã nêu, các bước thiết kế cấp điện sẽ được tiến hành như sau:

- Tìm hiểu nhu cầu điện của công trình kiến trúc

- Xác định phụ tải tính toán của tòa nhà

- Xây dựng phương án cung cấp điện

+ Thiết lập mặt bằng cấp điện

+ Thiết kế sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp điện

+ Lựa chọn công suất của máy phát điện

- Tính toán lựa chọn thiết bị điện: Chọn dây dẫn, dây cáp trong hệ thống cung cấp điện, chọn thiết bị chiếu sáng, chọn thiết bị đóng cắt

- Hệ thống nối đất an toàn và chống sét.

Ý nghĩa của đề tài

Thiết kế hệ thống điện tòa nhà là bước quan trọng đầu tiên trong mỗi dự án, đảm bảo hệ thống hoạt động hợp lý, bền vững và tiết kiệm Thiết kế điện cần liên kết chặt chẽ với các lĩnh vực khác như kết cấu, kiến trúc và nội thất để đảm bảo sự khớp nối trong quá trình thi công Một bản thiết kế tối ưu không chỉ tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn giúp dự đoán và phòng tránh sự cố kỹ thuật Ngoài ra, nó còn hỗ trợ trong việc chuẩn bị vật tư và quá trình thi công hiệu quả hơn.

Khi có bản thiết kế hệ thống điện, ta có thể đánh giá tổng quan về nội dung và quy trình của hệ thống kỹ thuật, từ đó nắm bắt được năng lực hoạt động của nó Điều này giúp người sử dụng dự đoán các tình huống đặc biệt để phòng tránh sự cố Trong trường hợp xảy ra sự cố, như vận hành không bình thường hay quá tải, việc xác định nguyên nhân cũng trở nên dễ dàng hơn để thực hiện sửa chữa và khắc phục kịp thời.

Hiện nay, việc thiết kế hệ thống điện cho các công trình, từ nhỏ đến lớn, trở nên vô cùng quan trọng Để đảm bảo tính hiện đại và khoa học, việc thiết kế điện phù hợp là điều cần thiết cho mọi tòa nhà.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TÒA NHÀ

Tính toán phụ tải động lực

Phụ tải động lực trong toà nhà bao gồm các thiết bị dịch vụ và kỹ thuật nhƣ:

- Hệ thống điều hoà không khí và thông gió

Vì vậy, phụ tải tính toán động lực đƣợc xác định nhƣ sau:

2.1.1 Hệ thống thang máy Đối với tòa nhà 16 tầng để thuận tiện cho việc đi lại và vận chuyển ta bố trí các loại thang máy sau: 3 thang máy Sanyo có công suất P tm = 19(kW), vận tốc lên xuống 1(m/s), khả năng tải 1250(kg), gia tốc 0,01667(m/s 2 ) Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức: tm dtm

P P  Trong đó: + Pđtm là công suất định mức của động cơ thang máy

+  = 0.6 là hệ số tiếp điện Công suất của 1 thang máy làm việc ở chế độ dài hạn:

Công suất tính toán của thang máy đƣợc xác định theo biểu thức:

Trong đó: + P tmi là công suất của thang máy thứ i

Hệ số nhu cầu của thang máy (k nc.tm) được xác định theo bảng 6, TCVN 9206:2012, cho thiết kế từ tầng 1 đến tầng 16 với 3 thang máy, tương ứng với k nc.tm = 1 Do đó, công suất tính toán được xác định dựa trên hệ số này.

Hệ thống bơm nước bao gồm một trạm bơm chung phục vụ cho cả máy bơm nước sinh hoạt và bơm nước cứu hỏa, đảm bảo cung cấp nước cho toàn bộ tòa chung cư.

Bơm nước sinh hoạt là thiết bị quan trọng cung cấp nước cho các bể chứa trên tầng thượng Để đảm bảo nguồn nước luôn sẵn có và liên tục, việc lắp đặt hai bơm là cần thiết Khi một bơm gặp sự cố, bơm dự phòng sẽ tự động hoạt động để duy trì cung cấp nước.

- Bơm tăng áp giúp giữ áp lực nước đủ và đều trong đường ống, cùng với các vòi nước Đồng thời tăng áp lực nước cho tầng áp mái

Theo tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy, mỗi tòa nhà cần được lắp đặt hai loại bơm cứu hỏa: bơm chữa cháy vách tường và bơm chữa cháy tự động.

Bảng 2.1 Số liệu kỹ thuật máy bơm

STT Chức năng Số lƣợng KNC Công suất

1 Bơm cấp nước sinh hoạt 2 0.8 37 59,2

3 Bơm chữa cháy tự động 1 1 37 37

Bơm chữa cháy vách tường 1 1 22 22

Trong thiết kế tổng thì số thiết bị vệ sinh kỹ thuật là 6, ứng với 3 nhóm có chức năng nhƣ trong bảng trên Ta tính toán cho từng nhóm:

- Nhóm bơm cấp nước sinh hoạt:

Ta có: n 1 = 2 nên hệ số nhu cầu k nc1 = 0,8

Ta có: n 2 = 2 nên hệ số nhu cầu k nc2 = 0,8

- Nhóm bơm cứu hỏa: hệ số nhu cầu k nc3 = 1

Công suất tính toán cho tủ bơm đƣợc tính theo công thức:

Trong đó: Pđi: công suất đặt của máy bơm thứ i k dt : Hệ số nhu cầu của các bơm

Vậy tổng hợp 3 nhóm này ta sẽ có công suất tính toán của trạm bơm

(Tra bảng 5 TCVN 9206:2012 ta được k dt = 0,85)

2.1.3 Hệ thống điều hoà không khí và thông gió Đây là toà nhà cao tầng với tầng 1 là nhà xe không gian thương mại, văn phòng làm việc, tầng kỹ thuật là không gian để đặt giàn nóng hệ thống điều hoà không khí, tầng 2-16 là khu nhà ở cao cấp, tầng hầm là không gian đặt quạt thông gió, quạt hút khí thải, quạt tăng áp

Tất cả các không gian cần điều hòa, bao gồm các sảnh và hành lang các tầng, đều được lắp đặt trần giả với chiều cao thông thoáng, đủ để lắp đặt các thiết bị như dàn lạnh cùng hệ thống đường ống và cáp điện của hệ thống điều hòa không khí và thông gió.

Trong phần kiến trúc, các hộp kỹ thuật được bố trí hợp lý, đảm bảo mọi không gian trong nhà, bao gồm các phòng, hành lang, khu đại sảnh và khu vệ sinh, đều thuận lợi cho việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí cũng như các hệ thống kỹ thuật khác.

Hệ thống điều hòa không khí trong công trình được thiết kế dựa trên các tính toán riêng biệt, với công suất lắp đặt là PttĐH = 400 kW Đồng thời, hệ thống thông gió có công suất là PttTG = 27 kW.

Tính toán phụ tải chiếu sáng

2.2.1 Phương pháp tính toán chiếu sáng

Ngày nay, chiếu sáng không chỉ đơn thuần là cung cấp ánh sáng đạt yêu cầu mà còn thể hiện tính mỹ quan và sự tinh tế trong không gian.

Trong các nhà máy, xí nghiệp và công trình cao ốc, ánh sáng nhân tạo là cần thiết bên cạnh ánh sáng tự nhiên Đèn điện hiện nay là nguồn sáng phổ biến cho chiếu sáng nhân tạo nhờ vào các ưu điểm như thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, chi phí thấp và khả năng tạo ra ánh sáng tương tự như ánh sáng tự nhiên, cũng như tùy chỉnh màu sắc theo nhu cầu.

Các yêu cầu cần thiết khi thiết kế chiếu sáng:

- Không loá do phản xạ

- Phải có độ rọi đồng đều

- Phải tạo đƣợc ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

- Phải tạo ra đƣợc ánh sáng theo yêu cầu của tƣng khu vực (ví dụ: ở phòng ngủ thì cần ánh sáng màu vàng tạo ra cảm giác ấm áp…)

 Lựa chọn phương pháp tính toán chiếu sáng

 Lựa chọn nguồn sáng cho các đối tƣợng cho chung cƣ

 Xác định độ rọi (lx) cho từng phòng trong chung cƣ

 Xác định số lƣợng bóng đèn, phân bố đèn

Để đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích cần chiếu sáng, cần bố trí ánh sáng một cách đồng đều Việc này giúp chiếu sáng toàn bộ khu vực hiệu quả, tạo ra sự hài hòa trong không gian.

Chiếu sáng riêng biệt hay cục bộ:

Chiếu sáng ở những nơi cần có độ rọi cao mới làm việc đƣợc hay chiếu sáng ở những nơi mà chiếu sáng chung không tạo đủ độ rọi cần thiết

Các chế độ làm việc của hệ thống chiếu sáng:

Khi hệ thống điện hoạt động ổn định, ánh sáng làm việc được cung cấp để đảm bảo cho con người và phương tiện vận chuyển thực hiện các hoạt động bình thường, đặc biệt trong điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên.

Khi hệ thống điện ổn định, chiếu sáng làm việc là cần thiết để đảm bảo hoạt động bình thường của con người và phương tiện vận chuyển trong điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên Độ rọi chiếu sáng sự cố tại các lối thoát hiểm, hành lang và cầu thang không được nhỏ hơn 3 lux, trong khi ở các lối đi bên ngoài nhà, độ rọi không được nhỏ hơn 2 lux Trong các tình huống khẩn cấp, ánh sáng cần duy trì ít nhất một giờ để hỗ trợ việc di tản an toàn.

Hệ thống chiếu sáng sự cố có khả năng hoạt động đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc, hoặc sẽ tự động kích hoạt khi hệ thống chiếu sáng làm việc bị mất điện.

Khi chọn độ rọi, cần chú ý các yếu tố chính sau đây:

+ Kích thước vật cần phân biệt khi nhìn

+ Độ tương phản giữa vật và nền

Khi độ chói của nền và vật khác nhau ít, độ tương phản sẽ nhỏ, khoảng 0,2 Ngược lại, khi độ chói giữa nền và vật ở mức độ trung bình, độ tương phản sẽ dao động từ 0,2 đến 0,5.

+ Khi độ chói của nền và vật khác nhau rõ rệt, độ tương phản lớn (khoảng 0,5)

+ Mức độ sáng của nền

+ Nền xem nhƣ tối khi hệ số phản xạ của nền < 0,3

+ Nền xem nhƣ sáng khi hệ số phản xạ của nền > 0,3

+ Khi dùng đèn huỳnh quang, không nên chọn độ rọi < 75 lux vì nếu thế sẽ tạo cho ta ánh sáng có cảm giác mờ tối

Khi xác định tiêu chuẩn độ rọi trong tính toán chiếu sáng cần phải lấy theo các chỉ số trong thang độ rọi

Sau khi xác định độ rọi tiêu chuẩn, việc tính toán chiếu sáng cần nhân thêm hệ số dự trữ để điều chỉnh cho độ già cỗi của bóng đèn, bụi bẩn và tình trạng bề mặt phát sáng Theo thời gian, tính chất phản xạ ánh sáng giảm, và hệ số dự trữ này còn phụ thuộc vào chu kỳ làm vệ sinh đèn.

 Phương pháp tính toán chiếu sáng

Để đạt được hiệu quả chiếu sáng tối ưu, cần kết hợp giữa phương pháp chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ cho những khu vực yêu cầu độ rọi đặc biệt Sử dụng các loại đèn như đèn huỳnh quang 1x36W, 2x36W, đèn compact 18W, và đèn downlight 18W sẽ giúp đảm bảo các tiêu chuẩn độ rọi cần thiết.

- Phòng đợi, sảnh chính : 75 - 100 lux

- Các phòng làm việc, văn phòng, công sở : 300 - 500 lux

- Khu vực cửa hàng, nhà hàng : 300 - 500 lux

- Phòng khách/sinh hoạt chung : 180 - 200 lux

- Phòng ngủ/Phòng tắm : 150 - 180 lux

- Sảnh phụ, hành lang : 50 - 100 lux

- Khu vệ sinh công cộng, cầu thang : 30 - 50 lux

Dựa vào quang thông trung bình trên mỗi đơn vị diện tích đã được xác định trước, ta có thể tính toán số lượng và công suất đèn cần lắp đặt Tổng quang thông của các đèn chiếu sáng sẽ được xác định dựa trên những thông số này.

F  : là tổng quang thông do các đèn gây nên trên diện tích S (lm)

E yc : là độ rọi yêu cầu (lux)

: là hiệu suất của đèn (có giá trị trong khoảng 0,5 ÷ 0,7) k dt : là hệ số dự trữ, thường lấy 1,2 ÷ 1,3 k ld : là hệ số lợi dụng quang thông của đèn

Hệ số lợi dụng quang thông của đèn phụ thuộc vào hệ số không gian, các hệ số phản xạ của tường, trân và nền

 Số đèn cần lắp đặt là: n F 

2.2.2 Tính toán chiếu sáng chung

Chiếu sáng trong các căn hộ và khu dịch vụ được thiết kế dựa trên nhu cầu tiêu thụ và các tầng dịch vụ riêng biệt Hệ thống chiếu sáng công cộng bao gồm ánh sáng cho cầu thang bộ và hành lang.

- Chiếu sáng cho hành lang:

Khu hành lang căn hộ từ tầng 2 đến tầng 16 gồm 3 dãy hành lang mỗi tầng với tổng diện tích 103m² Tiêu chuẩn độ rọi cho hành lang được chọn là 85 lux Đèn chiếu sáng hành lang sử dụng là đèn downlight âm trần có công suất 18W và độ sáng 1620lm Số lượng bóng đèn cần lắp đặt cho khu vực hành lang sẽ được tính toán dựa trên các thông số này.

Vậy số bóng đèn cần lắp đặt ở mỗi hành lang là 14 bóng, công suất tổng của cả 3 hành lang mỗi tầng là:

- Chiếu sáng cho cầu thang:

Khu vực cầu thang bộ có diện tích 18,8 m² và theo tiêu chuẩn, độ rọi cho hành lang cần đạt 50 lux Để chiếu sáng hành lang, chúng ta chọn đèn bán cầu công suất 18W với độ sáng 70lm Số bóng đèn cần lắp đặt cho hành lang được tính toán dựa trên các thông số này.

Vậy số bóng đèn cần lắp đặt ở mỗi cầu thang bộ là 2 bóng Mỗi tầng có 2 cầu thang bộ nên công suất sẽ là:

P CSCT = 2x18 = 36 W Ngoài ra ở mỗi tầng còn bố trí các đèn sự cố, đèn exit, chiếu sáng cho phòng rác, cụ thể nhƣ sau:

TT Tên thiết bị P đ (W) Số lƣợng P đ (W) k sd P  (W)

Vậy công suất chiếu sáng chung từ tầng 2÷16 là:

Tính toán phụ tải các tầng

2.3.1 Phụ tải tính toán tầng 1

+ Phòng quản lý tòa nhà: Diện tích 10,4 m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn huỳnh quang T8 công suất P den = 2x36 W có F d = 3600lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

Vậy số bóng đèn cần lắp đặt là 1 bóng, công suất tính toán sẽ là:

+ 2 căn hộ kinh doanh: Mỗi căn có diện tích 76,4 m 2 mỗi căn bao gồm:

 Không gian kinh doanh: Diện tích 40,4m 2

 Phòng bếp ăn: Diện tích 22,3m 2

 Nhà vệ sinh: Diện tích 3,4 m 2

Ta chọn số bóng đèn cần lắp đặt là 1 bóng downlight lắp âm trần công suất

P den = 18W, công suất tính toán sẽ là:

 Phòng thay đồ: Diện tích 2,6 m 2

Khi đó tổng công suất chiếu sáng tầng 1 là:

P CSCHKD =(316+72+18+18)x2 = 848W + Khu gom rác: Diện tích 5,6 m 2

P CS = 1x18 = 18W + Nhà vệ sinh: Diện tích 5,3 m 2

P CS = 1x18 = 18W + 2 cầu thang bộ: mỗi cầu thang có diện tích 15,6 m 2

Tầng 1 có 2 cầu thang bộ Theo tính toán chiếu sáng chung mỗi cầu thang bộ lắp 2 bóng downlight lắp âm trần công suất P den = 18W, công suất tính toán sẽ là:

P CSCT = 2x2x18 = 72 W + Lối thoát hiểm: Có diện tích 14,7m 2

Theo tính toán chiếu sáng chung mỗi cầu thang bộ lắp 3 bóng downlight lắp âm trần công suất Pden = 18W, công suất tính toán sẽ là:

P CSCT = 3x18 = 54 W + Thềm chờ: Diện tích 32,6 m 2

Vậy số bóng đèn cần lắp đặt là 2 bộ bóng, công suất tính toán sẽ là:

 Nhà để xe 01: Diện tích 87m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 85 lux, sử dụng bộ đèn huỳnh quang T8 công suất P den = 2x36 W có F d = 3600lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

 Nhà để xe 02: Diện tích 215,5m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 85 lux, sử dụng bộ đèn huỳnh quang T8 công suất Pden = 2x36 W có F d = 3600lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

 Nhà để xe 03: Diện tích 86,7m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 85 lux, sử dụng bộ đèn huỳnh quang T8 công suất P den = 2x36 W có F d = 3600lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

 Nhà để xe 04: Diện tích 87m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 85 lux, sử dụng bộ đèn huỳnh quang T8 công suất Pden = 2x36 W có F d = 3600lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

P CS = 6x2x36 = 432 W Khi đó tổng công suất chiếu sáng tầng 1 là:

Công suất tổng của hệ thống điện tại tầng 1 là 3,098 kW, được phân phối qua 21 ổ cắm đôi chia thành 5 lộ cấp điện cho các phòng chức năng, với công suất đặt mỗi ổ cắm là 500 W.

P OC = 21.K đt P đi = 21x0,8x500 = 8,4 kW Ở 2 căn hộ kinh doanh còn có đặt 2 điều hòa không khí ở không gian kinh doanh với công suất 1500W:

Ngoài ra ta đặt 1 máy bơm nước với thông số kĩ thuật công suất 2 kW để bơm nước thải cho toà nhà

=> Công suất phụ tải tính toán cho tầng 1 là:

P ttT1 = K đt (P CS +P OC +P MB )= 0,8.(3,098+8,4+2+2,1) = 12,48 kW

2.3.2 Phụ tải tính toán tầng 2

Tầng 2 bao gồm 2 căn hộ kinh doanh diện tích 76,4 m 2 và 2 căn hộ loại A (có phòng khách) diện tích 57,9 m 2 và 2 căn hộ loại B diện tích 76,4 m 2 , 2 căn hộ loại C diện tích 65,7 m 2 , 1 căn hộ loại D diện tích 89,7 m 2

+ Phụ tải căn hộ: Các căn hộ cơ bản giống nhau về kiến trúc nên phụ tải các căn hộ được tính toán hoàn toàn tương tự như nhau

Trong các căn hộ ta chọn chiếu sáng bằng đèn ống huỳnh quang T8, công suất 36W, quang thông F d = 1800lm, điện áp 220V, hãng sản xuất Điện Quang

Ngoài việc tính toán công suất cho các thiết bị chính như tivi, tủ lạnh, máy giặt và nồi cơm điện, mỗi căn hộ nên dự kiến thêm một ổ cắm với công suất 500W để sử dụng cho các thiết bị khác như máy sấy tóc, máy tính, ấm đun nước, quạt cây và quạt bàn, tùy thuộc vào nhu cầu của từng gia đình.

-Phụ tải 2 căn hộ kinh doanh: Mỗi can hộ có diện tích 76,4m 2

Theo tiêu chuẩn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn ống huỳnh quang T8, công suất 36W, quang thông Fd = 1800lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

Theo tiêu chuẩn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn ống huỳnh quang T8, công suất 36W, quang thông F d = 1800lm Số bóng đèn cần lắp đặt là:

Vậy số bóng đèn cần lắp đặt là 1 bóng (vì là phòng ngủ), công suất tính toán sẽ là:

 Phòng vệ sinh: diện tích 4,3 m 2

Ta chọn số bóng đèn cần lắp đặt là 1 bóng downlight lắp âm trần công suất Pden = 18W, công suất tính toán sẽ là:

P CS = 2x18 = 36W Vậy phụ tải chiếu sáng của mỗi căn hộ kinh doanh là:

Vậy hệ thống chiếu sáng đảm bảo yêu cầu thiết kế

Tổng hợp các thiết bị điện có trong phòng khách nhƣ sau:

TT Tên thiết bị Số lƣợng P đ (W) kdt ksd P  (W)

Tổng công suất ổ cắm thiết bị P đi (W) 1737,6 Công suất phụ tải tính toán cho 2 căn hộ kinh doanh là:

- Phụ tải 2 căn hộ loại A: Mỗi căn hộ có diện tích 57,9m 2

 Phòng khách và bếp: Diện tích 22,8 m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng 2 đèn huỳnh quang T8 công suất P den = 36 W Độ rọi thực tế là:

Tổng công suất chiếu sáng P đi (W) 72

Tổng công suất ổ cắm thiết bị P đi (W) 1416,6

 2 phòng ngủ, ban công và nhà vệ sinh: Mỗi phòng ngủ có diện tích 12 m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn huỳnh quang T8 có công suất Pden = 36 W để chiếu sáng Độ rọi thực tế là:

Tổng hợp các thiết bị điện có trong phòng ngủ nhƣ sau:

TT Tên thiết bị Số lƣợng P đ (W) k dt k sd P  (W)

Công suất phụ tải tính toán của mỗi phòng ngủ là:

P ttPN = K đt P đi = 0,9.1958,4 = 1765 W Ngoài ra còn một số thiết bị riêng biệt:

Công suất phụ tải tính toán cho mỗi căn hộ là:

PttCHA = K đt (PCSPK + POCPK + 2.PPN + PNL + PDHPK + PDHPN) = 0,6.(0,072 + 1,417 + 2 1,765 + 1,4 + 1,05 + 1,68) = 5,487 kW

- Phụ tải 2 căn hộ loại B: Mỗi căn hộ có diện tích 76,4m 2

 Phòng khách và bếp: Diện tích 22 m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng 2 đèn huỳnh quang T8 công suất Pden = 36 W Độ rọi thực tế là:

 Phòng ngủ (1,2), ban công và nhà vệ sinh: Mỗi phòng ngủ có diện tích 10m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn huỳnh quang T8 có công suất P den = 36 W để chiếu sáng Độ rọi thực tế là:

- Phòng ngủ 3 và nhà vệ sinh: Diện tích 18 m 2

Công suất phụ tải tính toán của phòng ngủ 3 là:

P ttPN3 = K đt P đi = 0,9.1802,8 = 1622,5 Ngoài ra còn một số thiết bị riêng biệt:

Công suất phụ tải tính toán mỗi căn hộ là:

PttCHB = Kđt.(PCSPK + POCPK + 2.PPN1,2 + PPN3 + PNL + PDHPK + PDHPN)

- Phụ tải 2 căn hộ loại AC: Mỗi căn hộ có diện tích 65,7m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng 2 đèn huỳnh quang T8 công suất P den = 36 W Độ rọi thực tế là:

Căn hộ gồm 2 phòng ngủ, mỗi phòng có diện tích 14m², đi kèm với ban công và nhà vệ sinh Để đảm bảo ánh sáng phù hợp, tiêu chuẩn độ rọi cho phòng ngủ là 100 lux, sử dụng đèn huỳnh quang T8 với công suất 36 W Độ rọi thực tế sẽ được tính toán dựa trên các thông số cụ thể.

P ttPN = K đt P đi = 0,9.199444,4 = 1795 W Ngoài ra còn một số thiết bị riêng biệt:

Công suất phụ tải tính toán cho mỗi căn hộ là:

PttCHC = K đt (PCSPK + POCPK + 2.PPN + PNL + PDHPK + PDHPN)

- Phụ tải căn hộ loại D: Diện tích 89,7m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng 2 đèn huỳnh quang T8 công suất Pden = 36 W Độ rọi thực tế là:

 Phòng ngủ (1,2), ban công và nhà vệ sinh: Mỗi phòng ngủ có diện tích 11,6m 2

- Phòng ngủ 3 và nhà vệ sinh: Diện tích 18,5 m 2

Theo tiêu chuẩn chọn độ rọi cho phòng này là 100 lux, sử dụng đèn huỳnh quang T8 có công suất Pden = 36 W để chiếu sáng Độ rọi thực tế là:

Công suất phụ tải tính toán của phòng ngủ 3 là:

Ngoài ra còn một số thiết bị riêng biệt:

Công suất phụ tải tính toán căn hộ loại D là:

PttCHD = K đt (PCSPK + POCPK + 2.PPN1,2 + PPN3 + PNL + PDHPK + PDHPN)

= 0,6.(0,108 + 1,417 + 1,766+ 1.623 + 2,8 + 1,05 + 2,52) = 7,160 kW Vậy công suất phụ tải tính toán cho mỗi tầng căn hộ là:

P ttT2 = 2.P ttCHKD + 2.P ttCHA + 2.P ttCHB + 2.P ttCHC + P ttCHD

2.3.3 Phụ tải tính toán tầng 3÷16

Mỗi tầng có 9 căn hộ, trong đó có:

Vậy công suất phụ tải tính toán cho mỗi tầng căn hộ là:

Phụ tải của cả tòa nhà

Công suất tính toán phụ tải toàn bộ tòa nhà được xác định dựa trên công suất của các loại phụ tải riêng lẻ, cùng với hệ số công suất trung bình của toàn bộ tòa nhà.

- Công suất tính toán phụ tải động lực:

+ Thang máy dịch vụ: P ttTM = 13,7 kW

+ Hệ thống bơm: P ttMB = 107,95 kW

+ Hệ thống thông gió: P ttTG = 27 kW

+ Hệ thống điều hoà không khí:

- Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng chung (sự cố):

- Công suất tính toán phụ tải các tầng:

+ Tầng điển hình 3 ÷ 16 mỗi tầng: P tt3÷16 = 57,736 kW

Công suất tác dụng tính toán của cả toàn nhà:

P tttoà nhà = P ttT1 + P ttT2 + P ttT3-16 + 0,9.P ttDL

Công suất phụ tải tính toán toàn phần của tòa nhà: (cos tb = 0,85)

Phân loại phụ tải

Dựa trên các loại phụ tải, mức độ thiết yếu trong việc sử dụng và phân loại hộ tiêu thụ điện, tiêu thụ điện của tòa nhà có thể được phân loại như sau:

+ Loại 1: Là các thiết bị chiếu sáng sự cố nhƣ hành lang, cầu thang thoát hiểm Yêu cầu phải cấp điện liên tục khi có sự cố xảy ra

Công suất của phụ tải loại 1 là:

- Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng chung (sự cố): P ttCSC = 9,578 kW

Hệ thống P ttL1 và P ttCSC có công suất 9,578 kW, bao gồm các loại như phòng cháy chữa cháy, thang máy, trạm bơm và nhà xe Những hệ thống này yêu cầu mức độ cấp điện cao và cần có biện pháp khắc phục kịp thời khi xảy ra sự cố mất điện.

PttL2 = 0,9.(13,7 + 107,95 + 27 + 400) = 384,25 + Loại 3: Là các căn hộ, yêu cầu thời gian mất điện không quá 12h

+ Tầng điển hình 3 ÷ 16 mỗi tầng: P tt3÷16 = 57,736 kW

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Chọn vị trí đặt trạm biến áp

Khu chung cư sẽ nhận điện từ trạm 22kV địa phương thông qua các máy biến áp Đối với các khu chung cư có phụ tải lớn, việc lắp đặt máy biến áp bên ngoài có thể tốn kém, vì vậy thường lựa chọn đặt máy biến áp ở bên trong tòa nhà, chẳng hạn như ở tầng 1.

Nhận thấy rằng khi máy biến áp hoạt động se phát ra tiếng ồn và phát nóng

Việc đặt máy biến áp ở phía sau tòa nhà mang lại nhiều lợi ích, bao gồm giảm thiểu tiếng ồn và đảm bảo mỹ quan cho khu vực Điều này cũng thuận tiện cho việc đi dây do gần nguồn cung cấp điện Hơn nữa, khi máy biến áp cần bảo trì hoặc gặp sự cố, việc sửa chữa sẽ dễ dàng hơn mà không làm ảnh hưởng đến các hộ dân trong khu thương mại.

Vậy ta đặt trạm biến áp ở phía sau tòa nhà.

Các phương án cấp điện

3.2.1 Phương án chọn máy biến áp

Ta chọn máy biến áp theo các điều kiện sau:

- Điều kiện bình thường: Tổng công suất của các máy biến áp phải lớn hơn hoặc bằng công suất tính toán tổng dmB dm

Theo nguyên tắc n-1, khi một máy biến áp công suất lớn gặp sự cố, tổng công suất của các máy biến áp còn lại, trừ đi công suất của máy biến áp lớn nhất nhân với 1,4, cộng với công suất máy phát (nếu có), phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất của phụ tải loại 1 và loại 2.

(S dmB S MBA )*1, 4S MF (S pt S pt ) Trong đó: + ∑S dm B : Tổng công suất các máy biến áp

+ S MBA max : Công suất lớn nhất của máy biến áp

+ S pt1 : Công suất phụ tải loại 1 + S pt2 : Công suất phụ tải loại 2

Ta lựa chọn một số phương án chọn máy biến áp như sau:

- Phương án 1: Sử dụng 2 máy biến áp

- Phương án 2: Sử dụng 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng

- Phương án 3: Sử dụng 2 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng a) Phương án 1: Sử dụng 2 máy biến áp

Để lựa chọn máy biến áp theo phương án 2, cần đảm bảo máy biến áp đáp ứng hai điều kiện quan trọng: điều kiện bình thường và điều kiện sự cố Việc chọn máy biến áp phải thỏa mãn cả hai tiêu chí này để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn trong quá trình vận hành.

   S S dmB dmB   S S dm MBA  max *1,4  S pt 1  S pt 2

2*S đmB  1600,64 => S đmB  964,1 (kVA) Vậy ta chọn máy biến áp phân phối hai cấp điện áp công suất 1000 kVA do Công ty

Thiết bị điện Đông Anh chế tạo Thông số MBA nhƣ sau:

S B (kVA) U đm (kV) P 0 (kW) P N (kW) U N % I 0 % V(10 6 VNĐ)

Chọn theo điều kiện (2): Giả sử 1 máy biến áp bị sự cố thì máy biến áp 1000 (kVA) phải thỏa mãn điều kiện (2):

(1000*2 - 1000)*1,4  S pt1 + S pt2 = 1400 (kVA) > 396,35 (kVA) Vậy máy biến áp công suất 1000 kVA thỏa mãn điều kiện (2) b) Phương án 2: Sử dụng 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng

Do chỉ chọn 1 máy biến áp nên theo điều kiện bình thường Công suất của máy biến áp chọn theo công thức sau:

Máy biến áp phân phối hai cấp điện áp có công suất 2000 kVA do Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo được lựa chọn, với thông số kỹ thuật là S đmB ≥ S ttΣ và S đmB ≥ 1600,64 (kVA).

S B (kVA) U đm (kV) P 0 (kW) P N (kW) U N % I 0 % V(10 6 VNĐ)

Máy phát chỉ sử dụng để cấp điện cho phụ tải loại 1 và 2 khi máy biến áp sự cố

Nên máy phát đƣợc chọn theo công thức sau:

Ta chọn máy phát điện công suất 400 (kVA) với giá máy là 450*10 6 (VNĐ) c Phương án 3: Sử dụng 2 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng

Với phương án sử dụng 2 máy biến áp (MBA), chúng ta lựa chọn MBA dựa trên hai điều kiện: bình thường và sự cố Do đó, tương tự như phương án 1, MBA 1000 kVA do Thiết bị điện Đông Anh chế tạo được chọn Máy phát điện chỉ hoạt động để cung cấp điện cho các phụ tải loại 1 và 2 khi cả hai máy biến áp gặp sự cố Vì vậy, máy phát cũng được lựa chọn theo phương án 1 với công suất 400 kVA và giá trị 450 triệu VNĐ.

3.2.2 Lựa chọn phương án tối ưu Để lựa chọn phương án tối ưu, ta dựa vào 2 tiêu chuẩn là tiêu chuẩn kỹ thuật và tiêu chuẩn kinh tế để đánh giá và lựa chọn

3.2.2.1 Đánh giá theo chỉ tiêu kỹ thuật

Phương án 1 sử dụng 2 máy biến áp, đảm bảo rằng khi một máy biến áp gặp sự cố, máy biến áp còn lại vẫn cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và 2 của khu chung cư Tuy nhiên, nếu cả hai máy biến áp đều gặp sự cố, phụ tải loại 1 và 2 sẽ bị mất điện.

Phương án 2 bao gồm việc sử dụng một máy biến áp và một máy phát Trong trường hợp xảy ra sự cố, máy phát sẽ cung cấp điện cho các phụ tải loại 1 và 2, đảm bảo rằng những phụ tải này vẫn hoạt động bình thường.

1 và 2 vẫn đƣợc cung cấp điện

Phương án 3 bao gồm 2 máy biến áp và 1 máy phát điện, đảm bảo rằng khi một trong hai máy biến áp gặp sự cố, máy biến áp còn lại vẫn cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và 2 của khu chung cư Trong trường hợp cả hai máy biến áp đều gặp sự cố, máy phát điện vẫn có khả năng cung cấp điện cho các phụ tải này.

Dựa vào các đánh giá trên, ta thấy phương án 2 và 3 tối ưu về mặt kỹ thuật

Vì vậy ta đánh giá thêm chỉ tiêu kinh tế để đƣa ra lựa chọn tối ƣu nhất

3.2.2.2 Đánh giá theo chỉ tiêu kinh tế

Xét hàm chi phí quy dẫn của máy biến áp

Z B = (a tc + a om ).V B + c  A Trong đó: - a tc : Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tƣ

- a om : Hệ số vận hành bảo dƣỡng (aom = 0,064)

- V B : Vốn đầu tƣ của máy biến áp

- c: giá thành tổn thất điện năng c = 1600(đ/kWh) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tƣ là:

- i là hệ số chiết khấu xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát và lãi suất ngân hàng với ngành điện thường lấy i = 0,1÷0,2

- T h là tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm Tổn thất điện năng trong 1 năm:

Trong đó  là thời gian tổn thất công suất cực đại, với T M = 4680 (h) ta tính đƣợc nhƣ sau:

= (0.124 + 4680.10 -4 ) 2 8760 = 3259,6(h) a) Phương án 2: Sử dụng 1 máy biến áp 2000 (kVA) và 1 máy phát 400 (kVA) Tổn thất trong máy biến áp của phương án 2 là:

 A 62485,3 (kWh) Vậy chi phí quy dẫn của phương án 2 là:

Z 2 = 299,182.10 6 (VNĐ) b) Phương án 3: Sử dụng 2 máy biến áp 1000 (kVA) và 1 máy phát 400(kVA) Tổn thất trong máy biến áp của phương án 3 là

 A 67350,05 (kWh) Vậy chi phí quy dẫn của phương án 3 là:

Z 3 = 194,154.10 6 (VNĐ) c) Bảng so sánh chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án

Bảng 3.1 So sánh các chỉ tiêu kinh tế của 3 phương án

STT Các tham số Phương án 2 Phương án 3

1 Công suất trạm biến áp (kVA) 2000 2000

2 Tổng vốn đầu tƣ V (10 6 VNĐ) 1042,96 1094

3 Tổn thất điện năng ΔA (10 3 kWh) 77,73 83,5

4 Tổng chi phí quy đổi Z (10 6 VNĐ) 299,182 194,154

Phương án 3 không chỉ đáp ứng tiêu chí kinh tế tốt hơn phương án 2 mà còn đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật Do đó, phương án 3 với việc sử dụng 2 máy biến áp là lựa chọn tối ưu nhất cho dự án.

1 máy phát là phương án tối ưu.

Thiết kế sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp điện

3.3.1 Thiết lập mặt bằng cấp điện cho các căn hộ

3.3.1.1 Mục đích thiết kế cấp điện nội thất

Nhu cầu sử dụng điện trong các công trình ngày càng đa dạng và tăng cao theo sự phát triển kinh tế Để thiết lập hệ thống điện hiệu quả, cần nghiên cứu kỹ lưỡng bản vẽ kiến trúc, ý đồ người sử dụng và công năng của công trình Việc tính toán và bố trí công suất hệ thống, thiết bị sử dụng, thiết bị đóng cắt bảo vệ, cùng với việc chọn lựa và bố trí dây cấp điện hợp lý là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo tính mỹ quan, an toàn và tránh tình trạng thiếu hụt hay lãng phí điện năng.

3.3.1.2 Yêu cầu và các bước thiết kế cấp điện nội thất

- Chọn thiết bị điện hợp lý, thiết bị đóng cắt, bảo vệ chính xác, bố trí đúng chỗ, mỹ quan

- Xác định đúng công suất sử dụng của từng thiết bị điện

- Lựa chọn tiết diện dây dẫn và bố trí dây hợp lý, rõ ràng, an toàn, mỹ quan và dễ sửa chữa

- Lấy công suất của phụ tải làm căn cứ để chọn công suất máy biến áp

- Chọn sơ đồ cấp điện thích hợp với phụ tải và công năng của công trình

Chọn vị trí bố trí nguồn điện hợp lý là yếu tố quan trọng, đảm bảo cung cấp điện ổn định, an toàn và thẩm mỹ Vị trí này cũng cần dễ dàng cho việc thay thế và bảo trì, đồng thời phải tuân thủ các quy định về an toàn phòng chống cháy nổ.

Các bước thiết kế cấp điện nội thất:

Dựa trên mục đích và yêu cầu thiết kế cấp điện cho công trình đã đề cập, các bước thiết kế cấp điện sẽ được thực hiện như sau:

1 - Tìm hiểu nhu cầu của công trình kiến trúc

2 - Thiết lập mặt bằng bố trí điện cho công trình kiến trúc

3 - Chọn loại nguồn điện, điện áp, công suất và vị trí đặt nguồn

4 - Thiết lập sơ đồ cấp điện

5 - Tính toán tiết diện các loại dây có trong sơ đồ điện

Trong bước tìm hiểu nhu cầu điện của công trình kiến trúc cần phải:

- Thiết lập bản vẽ mặt bằng kiến trúc

Để đảm bảo ánh sáng hiệu quả cho từng phòng, cần tính toán và lựa chọn các loại đèn phù hợp với yêu cầu chiếu sáng quy định cũng như nhu cầu sử dụng của người dùng Đồng thời, việc xác định vị trí lắp đặt các thiết bị điều khiển đèn cũng rất quan trọng để tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng.

- Chọn và bố trí các thiết bị sinh hoạt cố định nhƣ: quạt trần, quạt hút, điều hòa, bình nóng lạnh,

- Chọn và bố trí các ổ cắm điện phục vụ cho các thiết bị điện không cố định nhƣ: ti vi, tủ lạnh, máy giặt,

- Lập bảng liệt kê các thiết bị điện trong từng phòng, tính tổng công suất đặt của thiết bị điện

- Xác định công suất tính toán cho toàn căn hộ

3.3.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp điện

Dự định bố trí các aptomat bảo vệ cho các mạch (trên sơ đồ nguyên lý)

- Aptomat bảo vệ lộ tổng

- Aptomat bảo vệ mạch điện sinh hoạt

- Aptomat bảo vệ mạch động lực

- Aptomat bảo vệ trạm bơm

- Aptomat bảo vệ mạch thang máy

- Aptomat bảo vệ cho mạch từng tầng

- Aptomat bảo vệ mạch chiếu sáng chung

- Aptomat bảo vệ cho các căn hộ

Sau khi lắp đặt các áptômát nhánh trong bảng điện tổng, chúng ta tiến hành đi dây đến từng phòng và các buồng Đường dây được chôn ngầm nằm ngang trên cao, cách trần nhà khoảng 30-40cm, giúp tránh cản trở việc khoan tường để treo tranh hoặc các vật dụng khác.

Để xác định vị trí đường điện đi ngầm bên trong tường, chúng ta có thể lấy đường ranh giới giữa màu trần và tường làm mốc Đường chôn ngầm thường nằm ngang, vì vậy có thể tận dụng các lỗ rỗng của gạch tuy nen để làm đường đi dây ngầm, chỉ cần đục bỏ phần gạch phía ngoài lỗ Trong đường chôn ngầm này thường bao gồm các đường điện khác nhau.

- Đường trục chính phân phối điện trong buồng

- Các đường nhánh đến đèn treo tường và đèn trần cũng như đến các ổ cắm

Đường cáp đồng trục cho ăngten tivi hoặc cáp truyền hình cần được lắp đặt đúng cách để đảm bảo hiệu suất Đường điện thẳng đứng chôn ngầm đến đèn, bảng công tắc và ổ cắm phải xuất phát từ đường trục nằm ngang, được bố trí chính xác theo đường tim thẳng đứng của bảng điện Điều này sẽ giúp dễ dàng xác định vị trí các đường chôn ngầm trong tường sau này.

Bảng công tắc đèn nên được lắp đặt riêng biệt, không chung với bảng ổ cắm, và thường là loại bảng chôn ngầm Cần đảm bảo đấu đúng vị trí bật tắt, với ký hiệu chấm màu đỏ trên núm bật tắt để dễ nhận biết Để tăng tính tiện lợi, nên chọn bảng có đèn LED màu xanh hoặc đỏ, trong đó màu xanh được ưa chuộng hơn, giúp nhận diện vị trí công tắc vào ban đêm và cho thấy bảng đang có điện.

Bảng nên bố trí ở độ cao 1.5m (tính tới cạnh trên của bảng) ở trong buồng, cạnh cửa ra vào

Bảng công tắc đèn cho buồng tắm và buồng vệ sinh để phía ngoài buồng, cạnh cửa ra vào

Bảng ổ cắm điện cần được sắp xếp hợp lý để đảm bảo rằng bất kỳ thiết bị điện di động nào khi được cắm vào ổ đều không gây cản trở lối đi lại.

Khi lựa chọn bảng ổ cắm, có hai loại chính là loại 1 vị trí và 2 vị trí Nên ưu tiên chọn bảng ổ cắm có tấm nhựa che kín lỗ cắm để đảm bảo an toàn, đặc biệt là trong gia đình có trẻ nhỏ Tấm che này chỉ được đẩy ra khi cắm phích điện, giúp ngăn ngừa nguy cơ tai nạn Vị trí lắp đặt bảng ổ cắm thường gần các thiết bị điện như quạt, tivi, đèn bàn, với độ cao tiêu chuẩn là 1,0 m từ mặt trên của bảng Đối với ổ cắm tủ đầu giường, nên đặt thấp hơn, trong khi ổ cắm trong nhà tắm cần được lắp đặt cao hơn 1,5 m và ở những nơi ít bị nước bắn vào.

Tiết diện lựa chọn: 2x1.5mm 2 cho đường điện đèn, 2x2.5mm 2 cho đường điện ổ cắm

Bảng ổ cắm cho điện thoại và ăng-ten tivi hoặc cáp truyền hình nên được lắp đặt cách xa bảng công tắc điện và ổ điện để tránh nhầm lẫn Thông thường, vị trí lắp đặt sẽ ở độ cao 1,4m tại nơi dự kiến đặt điện thoại hoặc tivi.

Các thiết bị điện công suất lớn như máy điều hòa và bình nước nóng cần được đấu qua áptômát một pha riêng hoặc công tắc 20A Nên chọn áptômát hai cực 20A hoặc 16A cho mỗi thiết bị Vị trí lắp đặt bình nước nóng và máy điều hòa cần được dự kiến trước để đi dây điện ngầm đến đúng chỗ Tiết diện dây cấp cho các thiết bị này là 2x2.5mm² Đèn cầu thang nên sử dụng bóng bán cầu compact và có 2 công tắc 3 cực để bật tắt linh hoạt Đối với nhà gỗ hoặc nhà có vách ngăn bằng tường thạch cao, đường điện không thể chôn ngầm, do đó cần sử dụng hộp máng điện hình chữ nhật, với kích thước phù hợp để chứa đủ số dây mà không quá lớn Cuối cùng, bảng điện, bảng công tắc và ổ cắm cũng phải được đặt nổi.

Sơ đồ mặt bằng cấp điện các căn hộ

Sơ đồ mặt bằng cấp điện các căn hộ nằm trong các bản vẽ.

Tính toán bù công suất phản kháng

Theo thông tư 15/2014 TT-BCT, từ ngày 10/12/2014, các khách hàng có hợp đồng mua bán điện trên 40kW và hệ số công suất cosφ < 0,9 sẽ phải mua công suất phản kháng Do đó, tòa chung cư sẽ điều chỉnh để nâng cosφ lên trên 0,9, mang lại nhiều lợi ích.

- Không phải trả tiền mua công suất phản kháng

- Nâng cao chất lƣợng điện năng

- Thiết bị làm việc ổn định hơn…

Dung lƣợng bù đƣợc xác định theo công thức:

Trong đó: P: Công suất tính toán

Tính toán lựa chọn dung lƣợng cần bù:

- Dung lượng tụ bù công suất phản kháng được tính toán trong trường hợp máy biến áp mang đầy tải với S = SBA (kVA)

- Hệ số công suất của công trình: cosφ = 0.85

- Công suất tính toán phụ tải: P = S x cosφ (kW)

Để nâng cao hệ số công suất của công trình từ PF(cosφ) = 0.8 (tanφ1 = 0.75) lên giá trị 0.93 (tanφ2 = 0.4), cần xác định công suất phản kháng của bộ tụ.

- Từ đó ta có bảng tính bù công suất phản kháng cho các tòa nhà nhƣ sau:

Nội dung Máy biến áp 01 Máy biến áp 02

Công suất biểu kiến máy biến áp (SBA, kVA) 1000 1000

Công suất tính toán phụ tải (P, kW) 850 850 tanφ 1 0.75 0.75 tanφ 2 0.4 0.4

Công suất phản kháng bộ tụ (Q C , kVAr) 297,5 297,5

Dung lƣợng bộ tụ chọn (kVAr) 6x50 kVar 6x50 kVar

TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐIỆN

Phương pháp chọn dây dẫn, dây cáp trong hệ thống cung cấp điện

Khi lựa chọn dây/cáp, việc xác định dòng phát nóng cho phép là rất quan trọng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ trong quá trình vận hành Do sự khác biệt giữa điều kiện lắp đặt thực tế và các tiêu chuẩn định mức của nhà sản xuất, cần quy đổi dòng phát nóng cho phép định mức sang dòng phát nóng thực tế bằng cách nhân với hệ số hiệu chỉnh K hc Hệ số này được xác định dựa trên loại dây/cáp, phương thức lắp đặt và nhiệt độ môi trường tại nơi lắp đặt Các điều kiện lựa chọn bao gồm max lv, cp và hc.

Dòng phát nóng I cp cho phép hoạt động trong các điều kiện định mức do nhà sản xuất quy định, trong khi I lvmax là dòng làm việc cực đại mà dây/cáp có thể chịu đựng Hệ số K hc được điều chỉnh dựa trên các điều kiện lắp đặt và vận hành thực tế.

Hệ số K1 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

Hệ số K 2 xét đến số mạch dây/cáp trong một hàng đơn Hệ số K 3 xét đến nhiệt độ môi trường khác 30°C

Các hệ số K 1 , K 2 , K 3 đƣợc tra ở bảng phụ lục sách TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng - tiêu chuẩn thiết kế.

Chọn thanh dẫn từ MBA đến tủ phân phối hạ áp

Chọn thanh dẫn có dòng điện định mức lớn hơn dòng điện tính toán để đảm bảo an toàn Thanh đồng là lựa chọn lý tưởng cho việc dẫn điện từ MBA đến tủ phân phối.

Dòng điện tính toán là:

Chúng tôi đã chọn thanh dẫn bằng đồng với kích thước 60x6 mm và tiết diện 360 mm², có khả năng chịu dòng lên đến 1125 A, theo thông tin từ bảng 4.1 trong Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV của Ngô Hồng Quang.

Bảng 4.1 Thông số thanh dẫn đồng 60x8 (mm)

Dòng điện cho phép Icp

Chọn cáp từ các tủ phân phối tung tâm tới tủ phân phối các tầng

a) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối tầng 1 Từ tủ phân phối trạm điện đến hầm

Công suất tính toán của hầm là: P tt1 = 12,48kW

Dòng điện làm việc của 1 là:

Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng - tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp PVC

3x10+1x6mm 2 , có dòng điện cho phép Icp = 50A

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có:

K hc I cp  I lvmax  0.752.50 = 37,6 > 22,31 (Thoả mãn điều kiện) b) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối tầng 2

+ Chọn cáp từ tủ phân phối chính lên tầng 2

Công suất tính toán của tầng 2 là: P ttT2 = 45,97 (kW)

Dòng điện làm việc của tầng 2 là:

Tra bảng B52.5 trang 55 TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng - tiêu chuẩn thiết kế ta chọn cáp đồng hạ áp vỏ PVC

K hc I cp  I lvmax  0.752.130= 97,76 > 82,17 (Thoả mãn điều kiện) c) Từ tủ phân phối trung tâm tới tủ phân phối tầng 3-16

Công suất tính toán của mỗi tầng là: P ttTDH = 57,736 (kW)

K hc I cp  I lvmax  0.752.164 = 123,33 > 103,21 (Thoả mãn điều kiện)

Chọn cáp cho mạch điện thang máy

Tổng công suất thang máy P TM = 13,7 (kW) với hệ số cosφ=0,8 Dòng điện tính toán của thang máy là:

3x10+1x6mm 2 , có dòng điện cho phép I cp = 50A

K hc I cp  I lvmax  0.752.50= 37,6 > 26,02 (Thoả mãn điều kiện)

Chọn tiết diện dây dẫn đến phòng máy bơm

Tổng công suất tủ điện máy bơm là PTMB = 107,95(kW) Dòng điện tính toán của thang máy là:

Theo bảng B52.5 trang 55 của TCVN 9207:2012 về tiêu chuẩn thiết kế đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng, chúng ta lựa chọn cáp đồng hạ áp PVC 3x150+1x70mm² với dòng điện cho phép I cp = 239A.

K hc I cp  I lvmax  0.752.239 = 197,024 > 192,95 (Thoả mãn điều kiện)

Chọn tiết diện dây dẫn từ bảng điện chính của từng căn hộ đến từng thiết bị điện 1 pha

Dây dẫn đến các bóng đèn, quạt trần, quạt hút: 2x1,5 mm 2

Dây dẫn đến bình nóng lạnh, điều hòa, ổ cắm: 2x2,5 mm 2

Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ điện tầng đến mỗi căn hộ (bảng điện chính)

Theo chương 2 công suất tính toán của các căn hộ trong chung cư có 2 nhóm căn hộ Nhóm căn hộ kinh doanh, A, B, C, D

 Dòng điện tính toán mỗi căn hộ thuộc nhóm căn hộ kinh doanh là:

Tra bảng B.52.2 Khả năng mang dòng tính bằng ampe đối với phương pháp lắp đặt trong Bảng B.52.1 - Cách điện PVC/hai ruột dẫn mang tải, bằng đồng hoặc nhôm

Nhiệt độ ruột dẫn đạt 70°C, trong khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 30°C trong không khí và 20°C trong đất, theo quy định tại trang 52 của sách TCVN 9207:2012 về việc đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng - tiêu chuẩn thiết kế.

Chọn cáp đồng 2 lõi tiết diện 2,5 mm 2 có dòng điện cho phép 18,5 A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng:

Ta có: K hc I cp > I lvmax => 0,94.18,5 = 17,39 A > 6,39A => Thoả mãn điều kiện

 Dòng điện tính toán mỗi căn hộ thuộc nhóm căn hộ A là:

Nhiệt độ ruột dẫn đạt 70°C, trong khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 30°C trong không khí và 20°C trong đất Thông tin này được quy định trong trang 52 của sách TCVN 9207:2012 về tiêu chuẩn thiết kế đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng.

Chọn cáp đồng 2 lõi tiết diện 6 mm 2 có dòng điện cho phép 33 A Kiểm tra theo điều kiện phát nóng:

Ta có: K hc I cp > I lvmax => 0,94.33 = 31,02 A > 29,34 A => Thoả mãn điều kiện

 Dòng điện tính toán mỗi căn hộ thuộc nhóm căn hộ B là:

Theo Bảng B.52.2, khả năng mang dòng tính bằng ampe được xác định cho phương pháp lắp đặt ghi trong Bảng B.52.1, sử dụng cách điện PVC với hai ruột dẫn bằng đồng hoặc nhôm Nhiệt độ của ruột dẫn là 70°C, trong khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 30°C trong không khí và 20°C trong đất Thông tin này được trích dẫn từ trang 52, Sách TCVN 9207:2012 về tiêu chuẩn thiết kế đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng.

 Dòng điện tính toán mỗi căn hộ thuộc nhóm căn hộ C là:

Nhiệt độ ruột dẫn đạt 70°C, trong khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 30°C trong không khí và 20°C trong đất, theo quy định tại trang 52 của sách TCVN 9207:2012 về tiêu chuẩn thiết kế đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng.

 Dòng điện tính toán mỗi căn hộ thuộc nhóm căn hộ D là:

Nhiệt độ ruột dẫn đạt 70°C, trong khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 30°C trong không khí và 20°C trong đất, theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9207:2012 về việc đặt đường dẫn trong nhà ở và công trình công cộng.

Ta có: K hc I cp > I lvmax => 0,94.43 = 40,42 A > 6,39A => Thoả mãn điều kiện

Tính toán lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Aptomat là thiết bị điện hạ áp có chức năng đóng cắt mạch phụ tải và bảo vệ khỏi quá tải cũng như ngắn mạch Để lựa chọn aptomat phù hợp, cần xem xét các yêu cầu kỹ thuật cùng với các điều kiện liên quan như điện áp và dòng điện làm việc Việc chọn và kiểm tra aptomat rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong hệ thống điện.

Dự định bố trí các aptomat bảo vệ cho các mạch (trên sơ đồ nguyên lý)

- Aptomat bảo vệ lộ tổng

- Aptomat bảo vệ mạch điện sinh hoạt

- Aptomat bảo vệ mạch động lực

- Aptomat bảo vệ trạm bơm

- Aptomat bảo vệ mạch thang máy

- Aptomat bảo vệ cho mạch từng tầng

- Aptomat bảo vệ mạch chiếu sáng chung

- Aptomat bảo vệ cho các căn hộ

- Atomat cho thông gió toà nhà

- Atomat cho động cơ thang máy

- Atomat cho tủ máy bơm

- Atomat cho chiếu sáng sự cố ET

- Xác định dòng định mức chạy qua máy cắt:

4.8.2 Chọn Aptomat cho mạch thang máy

- Xác định dòng định mức thang máy:

Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến

500kV - Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thông số kỹ thuật nhƣ sau:

Loại Số cực Iđm Uđm

4.8.3 Chọn Aptomat cho mạch trạm bơm

- Xác định dòng định mức mạch máy bơm:

4.8.4 Chọn Aptomat cho mạch sinh hoạt

 Chọn Aptomat cho các căn hộ

Xác định dòng định mức các căn hộ:

.cos 0, 22.0,85 tt tt dm tb

4.8.5 Chọn Aptomat cho mạch chiếu sáng chung

Công suất tính toán mạng chiếu sáng chung là: 9,578 kW Lấy hệ số cosφ trung bình là 1

Dòng điện tính toán chiếu sáng chung là:

49, 63( ) cos 0, 22.0,85 tt tt dm tb

Tra bảng 3.1 trang 146 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Ngô Hồng Quang Chọn aptomat có thông số kỹ thuật nhƣ sau:

4.8.6 Chọn Aptomat cho mạch từng tầng

P tầng1 = 12,48kW Dòng điện tính toán mỗi tầng là:

38, 64( ) cos 0,38.0,85 tt tt dm tb

P tầng2 = 45,97kW Dòng điện tính toán mỗi tầng là:

142,32( ) cos 0,38.0,85 tt tt dm tb

Mỗi tầng có công suất là 57,736kW

Dòng điện tính toán mỗi tầng là:

178, 73( ) cos 0,38.0,85 tt tt dm tb

HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT

THỐNG KÊ THIẾT BỊ ĐIỆN CHO TÒA NHÀ VÀ DỰ TOÁN ĐIỆN

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	1,05 MB