Thiết kế và chế tạo mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ chung cư ngô thị nhậm

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Đặt vấn đề

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện lực đóng vai trò quan trọng vì điện năng là nguồn năng lượng thiết yếu cho mọi lĩnh vực kinh tế Sự phát triển của đất nước phụ thuộc vào việc cung cấp điện cho các khu dân cư mới Đối với sinh viên ngành điện, trải nghiệm thiết kế và thi công công trình điện thực tế là cơ hội quý giá để áp dụng lý thuyết vào thực tiễn và chuẩn bị cho công việc tương lai Tuy nhiên, hiện nay, các mô hình thực hành tại phòng thí nghiệm chủ yếu chỉ là mô hình phẳng hoặc mô phỏng trên máy tính, chưa cung cấp cái nhìn thực tế cần thiết cho sinh viên.

Việc thiết kế và chế tạo mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ là một yêu cầu cấp thiết đối với sinh viên ngành điện, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn và nâng cao kỹ năng chuyên môn.

Mục đích của đề tài

Nghiên cứu xây dựng mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ giúp sinh viên làm quen với hệ thống cấp điện, hiểu nguyên lý đi dây và lắp đặt thiết bị điện thực tế, từ đó hình thành kỹ năng nghề nghiệp ngay trong quá trình học tập.

- Nắm được các bước thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ

- Nắm được các phương pháp tính toán phụ tải thường dùng.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tƣợng: Hệ thống cấp điện trong các căn hộ, các thiết bị điện

- Phạm vi: Mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện, lắp đặt các thiết bị điện cho các căn hộ

Ý nghĩa của đề tài

Việc thiết kế và chế tạo mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của hệ thống điện hiện đại trong không gian sống Mô hình này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan mà còn trang bị cho sinh viên những kiến thức thiết yếu về tiêu chuẩn điện năng trong căn hộ.

- Bổ sung mô hình thực hành hệ thống điện cho sinh viên chuyên ngành

- Hình thành các kỹ năng làm việc đáp ứng yêu cầu công việc khi ra trường.

Tổng quan về hệ thống cung cấp cho các căn hộ

Hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ thuộc loại tiêu thụ điện loại 3 có mức độ tin cậy thấp, cho phép xảy ra mất điện trong thời gian sửa chữa và thay thế thiết bị sự cố, nhưng không được kéo dài quá lâu.

- Để cung cấp cho mạng điện sinh hoạt ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây 1 lộ

Mạng điện sinh hoạt là hệ thống một pha nhận điện từ mạng phân phối ba pha với điện áp thấp, nhằm cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện và chiếu sáng trong gia đình.

Mạng điện thường có điện áp pha định mức là 380/220 hoặc 220/127, nhưng do tổn thất điện áp trên đường dây tải, điện áp ở cuối nguồn thường bị giảm Để khắc phục tình trạng này, các hộ tiêu thụ thường sử dụng máy biến áp điều chỉnh nhằm nâng điện áp trở về trị số định mức.

Mạng điện sinh hoạt bao gồm mạch chính và mạch nhánh, trong đó mạch chính đóng vai trò cung cấp điện, còn mạch nhánh được kết nối song song từ đường dây chính để cho phép điều khiển độc lập và phân phối điện đến các thiết bị điện.

- Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng đƣợc cấp chung với mạng điện cấp cho các phụ tải khác

- Mạng điện sinh hoạt cần có các thiết bị đo lường điều khiển, bảo vệ như công tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, công tắc

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và dân số gia tăng tại các đô thị lớn, nhu cầu mở rộng hệ thống giao thông và nhà ở trở nên cấp thiết Việc phát triển nhà ở chung cư cao tầng được coi là giải pháp hiệu quả để giảm bớt gánh nặng về chỗ ở cho người dân Đặc điểm quan trọng trong việc cung cấp điện cho các nhà cao tầng bao gồm việc lắp đặt trong không gian hạn chế, mật độ phụ tải cao, và yêu cầu khắt khe về độ tin cậy, an toàn và tính thẩm mỹ.

2.1.2 Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện

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

Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án đƣợc cho là tối ƣu khi nó thoả mãn các yêu cầu sau [1]:

- 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, nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.

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

2.1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng

Hiện nay, các thành phố lớn ở Việt Nam đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các tòa nhà cao tầng, phục vụ cho nhiều mục đích như văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại và khu chung cư.

12 cƣ cao tầng Các tòa nhà này đƣợc thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn kỹ thuật tiên tiến

Hệ thống cấp điện nhà cao tầng có các đặc điểm sau [1]:

- 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;

- Yêu cầu cao về chế độ làm việc, an toàn cho người sử dụng và thiết bị;

Trong thiết kế cấp điện cho các tòa nhà chung cư cao tầng, việc tuân thủ các yêu cầu và đặc điểm cụ thể là rất quan trọng Công việc này đòi hỏi sự phức tạp để đảm bảo đáp ứng đủ số lượng và chất lượng điện, cùng với các vấn đề liên quan khác Do đó, kỹ sư thiết kế cần trang bị kiến thức vững vàng về các yêu cầu chất lượng điện để thực hiện hiệu quả nhiệm vụ này.

Khi đời sống kinh tế và văn hóa xã hội phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng điện ngày càng tăng do sự phong phú và hiện đại của các thiết bị điện phục vụ giải trí và sinh hoạt Chất lượng điện được đánh giá qua tần số và điện áp, vì vậy, nhiệm vụ của người thiết kế là đảm bảo chất lượng điện áp cho các thiết bị điện, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị Độ tin cậy cấp điện cao là yếu tố quan trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn này.

Tòa nhà chung cư phục vụ nhu cầu sinh hoạt của nhiều hộ dân, do đó mật độ dân số cao Tình trạng mất điện có thể gây ra lộn xộn, mất trật tự và ảnh hưởng đến vệ sinh, làm gián đoạn cuộc sống của cư dân Vì vậy, việc cung cấp điện cần đảm bảo liên tục và nhanh chóng khắc phục sự cố mất điện để giảm thiểu thời gian gián đoạn, đảm bảo sinh hoạt ổn định cho các hộ dân trong tòa nhà.

13 c) Đảm bảo an toàn điện

Hệ thống cung cấp điện cần đảm bảo an toàn cao để bảo vệ người vận hành, người sử dụng và thiết bị điện Do đó, việc chọn sơ đồ và cách đi dây rõ ràng là rất quan trọng để tránh nhầm lẫn trong quá trình vận hành Cần tính toán và lựa chọn dây dẫn cùng khí cụ đóng cắt một cách chính xác, đồng thời chọn thiết bị phù hợp với tính năng sử dụng, cấp điện áp và dòng điện làm việc.

Để đảm bảo an toàn điện, ngoài việc tính toán chính xác và lựa chọn thiết bị phù hợp, cần nắm rõ các quy định an toàn, hiểu về môi trường và đặc điểm cấp điện Đồng thời, việc cung cấp chỉ dẫn và cảnh báo tại những khu vực nguy hiểm là rất quan trọng để nâng cao ý thức người sử dụng Cuối cùng, cần đảm bảo tính kinh tế trong các lựa chọn thiết bị và khí cụ điện.

Trong thiết kế cung cấp điện, cần xem xét nhiều phương án như sử dụng đường dây trên không hay cáp ngầm, và quyết định có nên lắp đặt máy phát dự phòng Mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm riêng, vì vậy việc thiết kế phải đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng điện một cách hợp lý về mặt kinh tế Đánh giá kinh tế kỹ thuật của phương án cấp điện bao gồm hai yếu tố chính: 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.

2.1.4 Phân loại hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ điện bao gồm tất cả các thiết bị sử dụng điện năng và chuyển đổi nó thành dạng năng lượng khác Dựa trên độ tin cậy trong việc cung cấp điện, hộ tiêu thụ được phân thành ba loại chính.

Hộ loại 1 là những hộ mà việc ngừng cung cấp điện có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đến tính mạng con người và thiệt hại kinh tế do hư hỏng thiết bị, cũng như ảnh hưởng đến tình hình chính trị Để đảm bảo độ tin cậy cao trong cung cấp điện, các hộ loại 1 thường sử dụng hai nguồn điện, nhằm giảm thiểu tối đa khả năng mất điện Thời gian mất điện chỉ diễn ra trong khoảng thời gian tự đóng nguồn dự trữ thứ hai.

Phòng mổ và các phòng điều trị đặc biệt trong bệnh viện, cùng với các trung tâm hội nghị quốc gia và quốc tế, đóng vai trò quan trọng trong việc tổ chức các chương trình truyền hình trực tiếp và sự kiện lớn.

14 nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phòng chính phủ, Quốc hội, các lò luyện thép, hệ thống rađa quân sự,

Các phương pháp tính toán phụ tải tính toán cho căn hộ

Phụ tải tính toán là phụ tải không thực, cần thiết để lựa chọn thiết bị cung cấp điện trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống Trong thực tế, phụ tải thực tế phải đảm bảo không gây quá nhiệt cho các thiết bị như dây dẫn, máy biến áp và thiết bị đóng cắt Đồng thời, trong các chế độ ngắn hạn, phụ tải không được ảnh hưởng đến thiết bị bảo vệ, ví dụ như cầu chì trong quá trình khởi động Thiết kế thường chú trọng đến hai yếu tố chính do phụ tải gây ra: phát nóng và tổn thất, do đó cần xác định hai loại phụ tải tính toán: theo điều kiện phát nóng và theo điều kiện tổn thất.

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài và ổn định, tương đương với phụ tải thực tế, nhằm tối ưu hóa hiệu quả phát nhiệt Trong khi đó, phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất, hay còn gọi là phụ tải đỉnh nhọn, là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong khoảng thời gian từ 1 đến 2 giây, không gây phát nóng cho thiết bị nhưng có thể gây tổn thất, nhảy bảo vệ hoặc đứt cầu chì Thực tế cho thấy, phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động động cơ hoặc khi đóng cắt thiết bị cơ điện khác Hiện có 8 phương pháp xác định phụ tải tính toán.

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

- Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lƣợng

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương

- Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt, hệ số sử dụng và hệ số đồng thời

2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Một cách gần đúng có thể lấy P đ = P đm

P đi , P đmi : công suất đặt,công suất định mức thiết bị thứ i (kW)

P tt , Q tt , S tt :công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA ) n: số thiết bị trong nhóm

Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng trà được trình bày trong sổ tay tra cứu, mang lại sự đơn giản và thuận tiện trong việc sử dụng Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là độ chính xác kém, vì hệ số nhu cầu trà trong sổ tay là một số liệu cố định, không thay đổi theo chế độ vận hành và số lượng thiết bị trong nhóm.

2.2.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

P o : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m 2 ) Giá trị P o đƣợc tra trong các sổ tay

Phương pháp này mang lại kết quả gần đúng khi phụ tải được phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích sản xuất, do đó nó thường được áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế chiếu sáng.

2.2.3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phẩm

M: Số đơn vị sản phẩm đƣợc sản xuất ra trong một năm

W o : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh)

T max : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ)

Phương pháp này được áp dụng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ổn định như quạt gió, máy nén khí và bình điện phân Trong trường hợp này, phụ tải tính toán gần tương đương với phụ tải trung bình, mang lại kết quả tính toán tương đối chính xác.

2.2.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Công thức tính : tt max sd đm n

Trong đó : n: Số thiết bị điện trong nhóm

P đmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm

K max : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

K max = f(n hq , K sd ) trong đó n hq đại diện cho số lượng thiết bị sử dụng điện hiệu quả, tương ứng với số thiết bị giả định có cùng công suất và chế độ hoạt động Các thiết bị này yêu cầu phụ tải tương đương với phụ tải tính toán của nhóm thiết bị thực tế, bao gồm các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau.

Công thức để tính n hq nhƣ sau:

P đmi : Công suất định mức của thiết bị thứ i n: Số thiết bị có trong nhóm

Khi n lớn thì việc xác định n hq theo phương pháp trên khá phức tạp do đó có thể xác định n hq một cách gần đúng theo cách sau:

- Khi thỏa mãn điều kiện: đmmax đ min m m P

 P và Ksd ≥ 0,4 thì lấy n hq = n

Trong đó Pđmmin, P đmmax là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết bị trong nhóm

- Khi m > 3 và K sd ≥ 0,2 thì n hq có thể xác định theo công thức sau:

- Khi m > 3 và K sd < 0,2 thì n hq xác định theo trình tự nhƣ sau:

Tính n 1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5P đm max

Tính P 1 - tổng công suất của n 1 thiết bị kể trên

P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm:

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định đƣợc

Khi tính toán n hq, cần áp dụng công thức n hq = n hq * n Lưu ý rằng nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện hoạt động ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thì phải quy đổi sang chế độ dài hạn để tính toán chính xác n hq.

K d : hệ số đóng điện tương đối phần trăm

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha + Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha:

P qd = 3.P đmfa max + Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây:

*Chú ý: Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản sau để xác định phụ tải tính toán:

+ Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó:

 n: Số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số lượng thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4, có thể xác định phụ tải tính toán bằng công thức cụ thể.

Nếu không biết chính xác có thể lấy nhƣ sau:

K t = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

K t = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặplại

2.2.5 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng

K hd : Hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay

P tb : Công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

A: Điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

2.2.6 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương

P tt = P tb ± β.δ Trong đó: β: hệ số tán xạ δ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp này thường được áp dụng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị trong phân xưởng hoặc toàn bộ nhà máy Tuy nhiên, nó ít được sử dụng trong thiết kế mới do yêu cầu nhiều thông tin về phụ tải, chỉ phù hợp với các hệ thống đang hoạt động.

2.2.7 Phương pháp xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Theo phương pháp này, phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất khởi động, trong khi các thiết bị khác trong nhóm vẫn hoạt động bình thường Phụ tải này được tính toán theo công thức cụ thể.

I đn = I kđ max + I tt – K sd I đmmax Trong đó:

Ikđ max: Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

I tt : Dòng tính toán của nhóm máy

I đm : Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

K sd : Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2.2.8 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt, hệ số sử dụng và hệ số đồng thời

Theo phương pháp này, khi hệ số công suất của các phụ tải khác nhau, công suất tính toán của nhóm n thiết bị được xác định bằng các biểu thức cụ thể.

( ) n tt s i i n tt s i i tt tt tt

Trong đó: k sdi : Là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

P đmi : Là công suất định mức của thiết bị thứ i n: Là thiết bị trong nhóm

Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn

Có ba phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp [2]:

1 Chọn tiết diện theo mật độ kinh tể của dòng điện J kt

Phương pháp này được áp dụng để lựa chọn dây dẫn cho lưới điện có điện áp U ≥ 110 kV, do trên lưới này không có thiết bị tiêu thụ điện trực tiếp, nên vấn đề điện áp không quá cấp bách Việc chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn J kt sẽ mang lại lợi ích kinh tế, với chi phí tính toán hàng năm ở mức thấp nhất.

Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp, nổi chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lớn, cũng đƣợc chọn theo J kt

2 Chọn tiêt diện theo tổn thất diện áp cho phép ΔU cp

Lưới điện trung áp và hạ áp nông thôn, cùng với đường dây tải điện đến các trạm bơm nông nghiệp, thường gặp phải tổn thất điện áp lớn do khoảng cách tải điện xa Điều này dẫn đến việc chỉ tiêu chất lượng điện năng dễ bị vi phạm, vì vậy việc chọn tiết diện dây dẫn phải được thực hiện theo phương pháp phù hợp để đảm bảo hiệu quả truyền tải.

3 Chọn tiết diện theo dòng điện phát nóng cho phép I cp

Phương pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt

2.3.1 Chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế

Trình tự lựa chọn tiết diện theo phương pháp này như sau [3]:

1 Chọn loại dây (dây dẫn, cáp) và vật liệu làm dây, căn cứ vào trị số T max tra bảng tìm J kt

Nếu đường dây cấp điện cho các phụ tải có T max khác nhau phải tính trị số trung bình của theo biểu thức: max max max

Trị số J kt (A/mm 2 ) theo T max và loại dây:

3 Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn: ij ij kt kt

Căn cứ vào trị số Fktij tính đƣợc, tra sổ tay tìm tiết diện tiêu chuẩn gần nhất bé hơn

4 Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật: max max tb btcp sc btsc sc cp

 Với cáp, còn phải kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch của tiết diện:

F  I  t α - Hệ số nhiệt, với cáp đồng α = 6; Cáp nhôm α = 11 t qd - Thời gian qui đổi

2.3.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Trình tự lựa chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp này như sau:

1 Cho một trị số x 0 , xác định đƣợc:

Trong đó: Qij, l ij là công suất truyền tải và chiều dài đoạn ij

2 Xác định thành phần tổn thất điện áp do P gây trên R:

3 Tiết diện cần thiết để bảo đảm ΔU cp :

Từ đây chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất lớn hơn

4 Thử lại các điều kiện kỹ thuật: max max tb btcp sc btsc sc cp

2.3.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép

Phương pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn lưới hạ áp công nghiệp và sinh hoạt đô thị

Trình tự xác định tiết diện nhƣ sau:

1 Xác địnhdòng điện tính toán của đối tượng mà đường dây cần cấp điện Itt

2 Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức:

Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k1 phản ánh môi trường lắp đặt dây, cáp, trong khi hệ số k2 tính đến số lượng dây hoặc cáp chạy chung trong một rãnh.

I cp : dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn, tra cẩm nang

3 Thử lại theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ

- Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

Với mạch động lực α = 3, với mạch chiếu sáng α = 0,3

- Nếu bảo vệ bằng aptomat:

I kđđtA -dòng điện khởi động điện từ của áptômát (chính là dòng chỉnh định để áptômát cắt ngắn mạch) ;

I kđnhA - dòng điện khởi động nhiệt của áptômát (chính là dòng điện tác động của rơle nhiệt để cắt quá tải)

4 Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:

5 Kiểm tra tổn thất điện áp: max cp 5% dm

Lựa chọn công suất cho các thiết bị căn hộ

2.4.1 Điều hòa Điều hòa là một thiết bị điện máy trong gia đình, sử dụng năng lƣợng điện để thay đổi nhiệt độ vốn có ở căn phòng Đối với các hộ gia đình nhỏ, có thể dùng loại hai cục hoặc một cục tuỳ theo cấu trúc nhà [4]:

+ Phòng có diện tích từ 9 đến 15m 2 có thể gắn máy công suất 9.000 BTU/h

+ Diện tích từ 16 đến 20m 2 gắn máy 12.000 BTU/h

+ Diện tích từ 20 đến 30 m 2 gắn máy 18.000 BTU/h

Khi lựa chọn công suất điều hòa, cần xem xét số lượng người thường xuyên có mặt trong phòng, vì thân nhiệt của họ có thể làm giảm độ lạnh Ngoài ra, các yếu tố như độ che phủ ánh sáng mặt trời, khả năng cách nhiệt của phòng, vị trí và kích thước của cửa sổ cũng ảnh hưởng đến hiệu suất làm lạnh.

=> Đối với căn hộ thiết kế, các phòng ngủ có diện tích 15m 2 nên ta sử dụng điều hòa có công suất 9.000 BTU/h

Bình nóng lạnh là thiết bị thiết yếu trong gia đình, cung cấp nước ấm cho việc tắm trong mùa đông Có hai loại bình nóng lạnh: bình nóng lạnh trực tiếp và bình nóng lạnh gián tiếp.

Bình nóng lạnh trực tiếp sử dụng lò xo để làm nóng nước ngay khi tắm mà không cần bình chứa, với công suất thường dao động từ 4500W đến 5000W.

Bình nóng lạnh gián tiếp sử dụng bình chứa nước từ 15 lít trở lên, cho phép nước được đun nóng trước khi tắm Loại bình này có công suất 2500W, đảm bảo cung cấp nước nóng ổn định và nhanh chóng cho nhu cầu sử dụng.

Gia đình có 4 đến 5 người, nên chọn bình nóng lạnh trực tiếp hoặc bình nóng lạnh 20 lít trở lên

Có nhiều loại bình nóng lạnh có công suất, dung tích phù hợp với yêu cầu nhƣ [4]:

Bình nước nóng có nhiều dung tích và công suất phù hợp với nhu cầu sử dụng của gia đình Bình 15L với công suất 1500/2500W thích hợp cho 1-2 người Bình 20L cũng với công suất 1500/2500W đáp ứng nhu cầu của 3-4 người Đối với gia đình từ 4-5 người, bình 30L với công suất 2500W là lựa chọn lý tưởng.

+ Còn có loại bình 50-150 lít, phù hợp cho gia đình nào có bồn tắm, đông người

2.4.3 Máy hút khói, khử mùi

Có hai loại máy hút khói: loại thoát khí tự nhiên qua ống dẫn (cổ điển) và loại sử dụng than hoạt tính Máy cổ điển thích hợp cho bếp trong nhà vườn hoặc bếp có thể lắp ống dẫn khói ra ngoài, với ưu điểm là sức hút mạnh, độ bền cao và chi phí thấp Trong khi đó, loại máy dùng than hoạt tính không chỉ hút khói và mùi mà còn có khả năng lọc khói độc.

Khi chọn máy hút mùi, bạn nên lựa chọn máy có công suất hút gấp 10 lần thể tích của gian bếp Chẳng hạn, nếu thể tích bếp là 60m3, công suất tối thiểu của máy cần đạt 600m3/giờ để đảm bảo hiệu quả hút mùi tốt nhất.

Khi lắp đặt máy, cần đảm bảo độ cao phù hợp với từng loại bếp để tránh nguy cơ cháy nổ Khoảng cách an toàn từ mép trên của kiềng bếp đến máy là 70cm cho bếp gas và 60cm cho bếp từ, bếp điện.

Máy tự động tắt nguồn hoàn toàn sau khi sử dụng, vì vậy cần giữ nguồn điện cố định để tránh rút ra rút vào Khi sử dụng, hãy chọn tốc độ hút phù hợp với từng loại món ăn; chỉ nên bật tốc độ hút cao khi chiên, xào, còn đối với món luộc, sử dụng tốc độ nhỏ nhất Để đảm bảo hiệu suất, nên vệ sinh lưới lọc (bộ lọc dầu mỡ) mỗi tuần bằng cách gỡ ra, ngâm trong nước ấm có xà phòng, sau đó để khô hoàn toàn trước khi gắn lại.

Bếp từ hiện nay trở nên phổ biến nhờ khả năng nấu nướng nhanh chóng và an toàn, đặc biệt là các dòng bếp từ nhập khẩu chính hãng từ châu Âu Với hiệu suất nấu cao, bếp từ giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho người sử dụng Khi chọn mua bếp điện từ, người tiêu dùng cần chú ý đến các thông số kỹ thuật, đặc biệt là chỉ số công suất của sản phẩm.

+ Công suất mức 1000W: đây là mức công suất thường gặp ở dòng các sản phẩm bếp từ đơn 1 vùng nấu

Bếp từ có công suất từ 1200-1400W thường được tìm thấy ở các mẫu bếp từ đơn hoặc bếp từ đôi giá rẻ Điểm khác biệt chính so với mức công suất 1000W là bếp loại này sở hữu hai vùng nấu tách biệt, mang lại sự tiện lợi trong quá trình nấu nướng.

+ Công suất mức 1800W: ứng dụng nhiều cho các mẫu bếp từ đôi

+ Công suất mức 2000W: đƣợc coi là mức công suất trung bình cho các mẫu bếp điện từ đôi hoặc bếp điện kết hợp từ

+ Công suất mức 2300W: mức công suất này thường chỉ xuất hiện trên những mẫu bếp điện từ có 3 bếp hoặc những dòng bếp từ hiện đại

Mục đích, yêu cầu về thiết kế cung cấp điện cho căn hộ

Hình 2.1 Mặt bằng tổng thể căn hộ 2.5.1 Mục đích thiết kế cấp điện

Nhu cầu sử dụng điện trong các công trình đang gia tăng đáng kể do sự phát triển kinh tế và nhu cầu của con người Để thiết lập hệ thống điện hiệu quả, cần nghiên cứu kỹ lưỡng bản vẽ kiến trúc, ý đồ của người sử dụng và công năng của công trình nhằm tính toán và bố trí hợp lý.

Để đảm bảo công suất đầy đủ cho hệ thống và các thiết bị sử dụng, cần chú ý đến việc lựa chọn và bố trí thiết bị đóng cắt bảo vệ hợp lý Việc thiết kế dây cấp điện cũng phải đảm bảo tính mỹ quan, an toàn và tránh tình trạng thiếu hụt hay lãng phí nguồn lực.

2.5.2 Yêu cầu và các bước thiết kế cấp điện

- 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 và bố trí dây hợp lý, rõ ràng, an toàn, mỹ quan và dễ sửa chữa

- 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, cần đảm bảo cung cấp điện ổn định, an toàn và thẩm mỹ Đồng thời, vị trí này cũng phải thuận tiện cho việc thay thế và bảo trì, cũng như đảm bảo 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 nêu, 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 hiệu quả chiếu sáng cho từng phòng, cần tính toán và lựa chọn loại đèn phù hợp, đồng thời bố trí đèn theo yêu cầu chiếu sáng quy định và nhu cầu sử dụng của người dùng Việc xác định vị trí lắp đặt các thiết bị đóng mở đèn cũng rất quan trọng để tối ưu hóa sự tiện lợi và hiệu quả sử dụng.

- Chọn và bố trí các thiết bị sinh hoạt cố định nhƣ: 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: máy tính, tủ lạnh,

- 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 trung tâm.

Đi dây trong nhà

Từ sau các aptomat nhánh của tủ điện tổng, ta bắt đầu đi dây đến từng phòng Đường dây này được chôn ngầm tường

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

- Đường trục chính phân phối điện trong phòng

Các đường nhánh dẫn đến đèn gắn tường, đèn trần và ổ cắm được thiết kế từ một đường trục nằm ngang Đường điện thẳng đứng chôn ngầm đến đèn, bảng công tắc và ổ cắm phải được bố trí chính xác theo đường tim thẳng đứng của bảng điện, giúp dễ dàng xác định vị trí các đường chôn ngầm trong tường sau này.

Bảng công tắc đèn nên được bố trí riêng biệt, không chung với bảng ổ cắm, và loại bảng chôn ngầm cần được đấu đúng vị trí bật tắt Nên chọn bảng có đèn LED màu xanh hoặc đỏ, trong đó màu xanh được ưa chuộng hơn, để dễ dàng nhận biết khi có điện, đặc biệt vào ban đêm Độ cao lý tưởng để lắp đặt bảng là 1,2m tính từ cạnh trên của bảng, và nên đặt ở trong buồng, gần cửa ra vào.

Bảng công tắc đèn cho phòng vệ sinh nên được lắp đặt ở phía ngoài buồng, gần cửa ra vào để thuận tiện sử dụng Đồng thời, bảng ổ cắm điện cần được bố trí sao cho khi cắm thiết bị điện di động, dây điện không gây cản trở lối đi lại.

Bảng ổ cắm có hai loại chính: một vị trí cắm và hai vị trí cắm Nên lựa chọn bảng ổ cắm có tấm nhựa che kín lỗ cắm, giúp đảm bảo an toàn, đặc biệt khi có trẻ nhỏ, vì tấm che chỉ được đẩy ra khi cắm phích điện Thông thường, bảng ổ cắm được đặt gần các thiết bị như quạt, máy tính, hay máy chạy bộ để thuận tiện sử dụng.

Độ cao tiêu chuẩn của bảng ổ cắm là 0,4m, trong khi ổ cắm cho tivi ở các phòng ngủ thường được lắp đặt cao hơn, cạnh tủ Đối với ổ cắm trong phòng vệ sinh, nên đặt ở độ cao trên 1,5m và ở vị trí ít tiếp xúc với nước.

Tiết diện lựa chọn: 2x1.5mm2 cho đường điện đèn, 2x2.5mm 2 cho đường điện ổ cắm

Các thiết bị điện có công suất lớn như máy điều hòa và bình nước nóng cần được đấu qua aptomat một pha riêng hoặc công tắc 20A, không thể sử dụng công tắc bình thường Việc chọn aptomat hai cực 20A hoặc 16A cho mỗi thiết bị là phù hợp Ngoài ra, vị trí lắp đặt bình nước nóng và máy điều hòa cần được dự kiến trước để có thể đi dây điện chôn ngầm đến đúng chỗ Tiết diện dây cấp cho các thiết bị này nên chọn là 2x2.5mm².

Hình 2.2 Sơ đồ mặt bằng đi dây cho căn hộ

Từ sơ đồ đi dây ta có các mặt chiếu đi dây cho căn hộ:

\Desktop\Phan Văn Lộc\Mat chieu di day.dwg

Lựa chọn phương án cung cấp điện

a Một số phương án cung cấp điện thích hợp

+) Phân phối tải từ đường dây chính

Hình 2.3 Mạch phân phối tải đường dây trục chính

Nguồn điện phía sau điện kế (kWh) được truyền dẫn qua đường dây trục chính đến các khu vực tiêu thụ điện Tại mỗi vị trí tải, đường dây rẽ nhánh để cung cấp điện cho từng thiết bị Đối với các tải có công suất lớn như máy lạnh, máy bơm nước hay máy nước nóng, đường dây có thể được tách ra thành nhánh độc lập, lấy điện trực tiếp từ nguồn chính phía sau điện kế Ƣu điểm của cách này là đảm bảo cung cấp điện ổn định và hiệu quả cho các thiết bị tiêu thụ lớn.

Mạch điện này có cấu trúc đơn giản và dễ thi công, giúp tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và thiết bị bảo vệ, vì vậy nó được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện gia đình.

- Nếu đƣợc thiết kế đúng, thì việc điều khiển và kiểm soát các thiêt bị điện trong nhà sẽ dễ sử dụng và đảm bảo an toàn

- Khi bị sự cố ở một nhánh nào đó, thì sẽ ảnh hưởng đến việc cung cấp điện cho toàn hệ thống

- Việc sửa chữa không thuận tiện ở đường dây chính

- Do phân tán bảng điện đến từng khu vực nên ảnh hưởng đến vấn đề thẩm mỹ cho căn hộ

+) Phân phối tải từ tủ điện chính (tập trung)

Hình 2.4 Mạch phân phối tải từ tủ điện chính

Nguồn điện từ điện kế (kWh) được chuyển đến tủ điện chính, từ đó phân nhánh qua các CB tổng đến các phòng và tải tiêu thụ trong công trình Mỗi khu vực sử dụng điện đều được lắp đặt công tắc cho đèn và ổ cắm một cách tiện lợi Đối với các tải tiêu thụ có công suất lớn, có thể lắp đặt thêm CB để điều khiển và bảo vệ tại chỗ, mang lại sự an toàn và hiệu quả trong sử dụng điện.

- Bảo vệ mạch tích cực khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch

- Khi có sự cố xảy ra ở một nhánh nào đó thì sẽ không làm ảnh hưởng đến việc cung cấp điện cho các nhánh khác

- Dễ điều khiển, kiểm soát và an toàn điện

- Có tính kỹ thuật và thẩm mỹ cao

- Rất tốn kém dây và thiết bị bảo vệ

- Đi dây phức tạp, mất nhiều thời gian trong thi công b) Lựa chọn phương án cung cấp điện thích hợp

Công trình căn hộ của chung cư cao tầng này có hệ thống điện phức tạp, do đó cần lựa chọn phương án kỹ thuật an toàn nhất nhằm đảm bảo bảo vệ tối đa cho cư dân.

- Công việc lắp đặt sẽ dễ dàng, gọn gàng và tiện vận hành, dễ điều khiển, khiểm soát và an toàn điện

Điện năng cho căn hộ sẽ được cung cấp từ mạng điện tủ tổng của các tầng (220V) xuống tủ điện tổng của căn hộ Từ tủ điện này, nguồn điện sẽ được phân bổ qua nhiều nhánh từ phía sau CB tổng, trực tiếp cung cấp cho các phòng và các thiết bị tiêu thụ khác trong công trình.

Xác định công suất tính toán cho căn hộ

Xác định công suất tính toán theo hệ số sử dụng và hệ số đồng thời [6]:

Theo phương pháp này, khi hệ số công suất của các phụ tải khác nhau, công suất tính toán của nhóm n thiết bị sẽ được xác định thông qua các biểu thức cụ thể.

( ) n tt s i i n tt s i i tt tt tt

 ®t ®mi ®t ®mi Ở đây: k sdi là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i;

P đmi là công suất định mức của thiết bị thứ i; n là thiết bị trong nhóm

- Hệ số sử dụng và hệ số đồng thời của các thiết bị khác nhau có thể tra ở sổ tay thiết kế

- Hệ số đồng thời theo số mạch điện của tủ điện phân phối hoặc tủ điện phân phối phụ đƣợc xác định theo Bảng 2.1

Bảng 2.1 Hệ số đồng thời của tủ phân phối theo số mạch

STT Số mạch Hệ số k đt

1 2 và 3 (tủ đƣợc kiểm nghiệm toàn bộ) 0,9

CHÚ THÍCH: Nếu các mạch chủ yếu là cho chiếu sáng có thể coi k đt gần bằng 1

- Hệ số đồng thời theo chức năng của mạch Hệ số đồng thời dùng cho các mạch cung cấp điện cho tải thông dụng đƣợc cho trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Hệ số đồng thời theo các chức năng của mạch

Chức năng của mạch Hệ số k đt

Lò sưởi và máy lạnh 1 Ổ cắm 0,5 đến 0,8

- Cho động cơ có công suất lớn nhất

- Cho động cơ có công suất lớn thứ 2

(1) Dòng điện được lưu ý bằng dòng định mức của động cơ và tăng thêm 1 trị số bằng 1/3 dòng khởi động của nó

2.8.1 Tính toán phụ tải cho mạch chiếu sáng a) Phòng khách

Phòng khách đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

- Hệ số sử dụng k sd cho các thiết bị chiếu sáng là: k sd = 1

- Hệ số đồng thời k đt theo chức năng của mạch cho mạch chiếu sáng là: k đt = 1

=> Tổng công suất chiếu sáng cho phòng khách là: n i 1

Phòng bếp đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

=> Tổng công suất chiếu sáng cho phòng bếp là: n i 1

Phòng ngủ 1 đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

=> Tổng công suất chiếu sáng cho phòng ngủ 1 là: n i 1

Phòng ngủ 2 đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

=> Tổng công suất chiếu sáng cho phòng ngủ 2 là: n i 1

Hai ban công đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

- Đèn Led ốp trần 22W: 1 cái

=> Tổng công suất chiếu sáng cho ban công là: n i 1

 ®m  ®ti ®mi f) Phòng vệ sinh

Nhà vệ sinh đƣợc thiết kế các thiết bị chiếu sáng về số lƣợng và công suất đặt nhƣ sau:

- Đèn Led ốp trần 22W: 1 cái

=> Tổng công suất chiếu sáng cho phòng vệ sinh là: n i 1

* Tổng công suất chiếu sáng cho căn hộ: n i 1

2.8.2 Tính toán phụ tải cho mạch động lực

Căn hộ đƣợc thiết kế các ổ cắm ở các vị trí để thuận tiện cho việc cắm các thiết bị điện và đƣợc phân bố nhƣ sau: a) Phòng khách

- Hệ số sử dụng k sd cho các ổ cắm là: k sd = 1

- Hệ số đồng thời k đt theo chức năng của mạch cho mạch động lực là: k đt = 0,6

=> Tổng công suất mạch động lực cho phòng khách là: n i 1

=> Tổng công suất mạch động lực cho phòng bếp là: n i 1

=> Tổng công suất mạch động lực cho phòng ngủ 1 là: n i 1

=> Tổng công suất mạch động lực cho phòng ngủ 2 là: n i 1

=> Tổng công suất mạch động lực cho ban công là: n i 1

* Tổng công suất mạch động lực cho căn hộ: n i 1

2.8.3 Tính toán phụ tải cho điều hòa phòng ngủ a) Phòng ngủ 1

- Phòng ngủ đƣợc trang bị điều hòa với công suất 1000W

- Hệ số sử dụng k sd cho điều hòa là: k sd = 1

- Hệ số đồng thời k đt theo chức năng của mạch cho điều hòa là: k đt = 1 n i 1

- Phòng ngủ đƣợc trang bị điều hòa với công suất 1000W

- Hệ số sử dụng k sd cho điều hòa là: k sd = 1

- Hệ số đồng thời k đt theo chức năng của mạch cho điều hòa là: k đt = 1 n i 1

* Tổng công suất thiết bị điều hòa cho căn hộ: n i 1

2.8.4 Tính toán phụ tải cho bình nóng lạnh

- Nhà vệ sinh đƣợc thiết kế sử dụng một bình nóng lạnh có công suất cho 4 đến 5 người dùng là 2500W

- Hệ số sử dụng k sd cho bình nóng lạnh là: k sd = 1

- Hệ số đồng thời k đt theo chức năng của mạch cho bình nóng lạnh là: k đt = 1 n i 1

* Tổng công suất thiết bị bình nóng lahj cho căn hộ: n i 1

2.8.5 Tính toán phụ tải tổng của căn hộ

Bảng 2.3 Thống kê phụ tải

1 Cấp điện cho mạch chiếu sáng 284

2 Cấp điện cho mạch động lực 2000

3 Cấp điện cho điều hòa phòng ngủ 1 1000

4 Cấp điện cho điều hòa phòng ngủ 2 1000

5 Cấp điện cho bình nóng lạnh 2500

Số nhóm (mạch) tổng của căn hộ là 5, chọn hệ số đồng thời k đt = 0,8 ta xác định đƣợc phụ tải tính toán toàn phần của căn hộ:

Ta chọn hệ số công suất của phụ tải cosφ = 0,85 ta có:

Công suất biểu kiến tính toán toàn phần của căn hộ là: tt tt

Công suất phản kháng tính toán toàn phần của căn hộ là:

Q  S P  6, 058 5,149 3,364 kVAr Dòng điện tính toán toàn phần của căn hộ là: tt m b đ tt t

Tra bảng phụ lục PLV.13 trang 301 Sách thiết kế cấp điện của Ngô Hồng

Ta chọn tiết diện dây dẫn cấp điện từ tủ tầng vào tủ phòng là dây:

CU/PVC/PVC (2X6)mm2, có dòng điện pha cho phép I Pcp = 50A

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng, ta có:

max 0, 77.50 38,5 34 hc cp lv k I I   A A(Thỏa mãn ĐK)

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

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 và điều kiện liên quan như điện áp và dòng điện làm việc Việc chọn và kiểm tra aptomat là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong hệ thống điện.

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý phân phối điện

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỰC HÀNH HỆ THỐNG

Yêu cầu về thiết kế mô hình

Mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ được thiết kế dựa trên căn hộ thực tế số B1 của chung cư Ngô Thì Nhậm tại Hà Nội.

Mô hình thiết kế phải đảm bảo:

- Mô hình thiết kế phải đủ lớn, đảm bảo an toàn, chắc chắn để dễ dàng thao tác

- Hệ thống điện cho mô hình này phải đúng nhƣ trong thực tế

- Đƣợc cấu tạo từ những khối nhỏ để có thể lắp đặt đƣợc những căn hộ mẫu khác.

Thiết kế sơ bộ mô hình

Mô hình kiến trúc được cấu tạo từ nhiều khối ghép lại với nhau, với các chi tiết nhỏ nối giữa các khối, mang lại sự chắc chắn và linh hoạt cho quá trình lắp ghép.

Hình 3.1 Tổng thể mặt bằng sơ bộ mô hình

Mô hình được cấu tạo từ ba khối ghép chính có kích thước như sau:

Hình 3.2 Kích thước mỗi khối ghép a) Kích thước khối 200x240mm b) Kích thước khối 200x54mm c) Kích thước khối 200x120mm a) b) c)

Hình 3.3 Chiều cao của mô hình

Mô hình lắp đặt có chiều cao 600mm được thiết kế với 3 lớp khối ghép lại, giúp thuận tiện trong việc di chuyển và đi dây Với chiều cao này, người dùng có thể dễ dàng di chuyển vào và ra để thực hành lắp thiết bị và đi dây một cách hiệu quả.

- Các khối đƣợc tạo rãnh để thuận tiện cho việc đi dây

Hình 3.4 Chi tiết rãnh đi dây trên các khối ghép

Các khối ghép cũng đƣợc gắn các đế âm để lắp đặt các bảng công tắc, ổ cắm

Hình 3.5 Chi tiết công tắc, ổ cắm a) Chi tiết công tắc b) Chi tiết ổ cắm

Mô hình thiết kế, lắp ghép từ 179 khối ghép khác nhau về đặc điểm chi tiết, đƣợc phân loại nhƣ sau:

- 93 khối ghép kích thước 200x240mm không có chi tiết như hình vẽ:

- 39 khối ghép kích thước 200x240mm có chi tiết đường dây như hình vẽ:

- 5 khối ghép kích thước 200x240mm chi tiết đường dây, đế âm như hình vẽ:

- 3 khối ghép kích thước 200x240mm chi tiết đường dây, đế âm như hình:

- 1 khối ghép kích thước 200x240mm chi tiết đường dây và đế âm như hình:

- 1 khối ghép kích thước 200x240mm chi tiết đường dây và lỗ đục xuyên khối nhƣ hình:

- 1 khối ghép kích thước 200x240mm chi tiết đường dây, đế âm đôi như hình:

- 1 khối ghép kích thước 200x240mm có chi tiết đế âm hộp nối như hình vẽ:

- 2 khối ghép kích thước 200x240mm có chi tiết đường dây và đế âm như hình:

- 3 khối ghép kích thước 200x120mm không có chi tiết đường dây như hình:

- 1 khối ghép kích thước 200x120mm có chi tiết đường dây và đế âm như hình vẽ:

- 1 khối ghép kích thước 240x600mm có chi tiết đường dây và tủ điện như hình:

Từ thiết kế sơ bộ mô hình, ta thiết lập mặt chiếu tường của mô hình như sau:

\Desktop\Phan Văn Lộc\Mat chieu mo hinh.dwg

Các chi tiết lắp ghép mô hình

Sau khi hoàn thành thiết kế mặt bằng mô hình sơ bộ, chúng ta tiến hành lắp ghép các chi tiết lại với nhau Mô hình được thiết kế để lắp ghép với các chi tiết cụ thể như sau:

- Chi tiết lắp ghép các khối nhỏ

Các khối ghép có 2 kích thước khác nhau:

Mỗi khối ghép đƣợc lắp ghép với nhau bằng 2 tấm gỗ dày 12mm có kích thước:

Chiều cao của sản phẩm là 200mm Hai tấm gỗ được ghép lại với nhau nhờ hai thanh rộng 30mm, có lỗ ở hai đầu để vít các ti sắt, giúp gắn kết các khối ghép một cách chắc chắn.

Khối đƣợc ghép lại nhƣ hình vẽ:

Mỗi khối ghép đƣợc lắp ghép với nhau bằng 2 tấm gỗ dày 12mm có kích thước:

Chiều cao của sản phẩm là 200mm, với hai tấm gỗ được ghép lại bằng hai thanh rộng 30mm Các thanh này có lỗ ở hai đầu để vít các ti sắt, giúp gắn kết các khối ghép một cách chắc chắn.

Khối đƣợc ghép lại nhƣ hình vẽ:

- Chi tiết lắp ghép các khối trụ nhỏ

Có 4 kiểu khối trụ khác nhau:

+ Khối trụ ghép 2 khối mặt lại với nhau theo mặt phẳng

- 2 tấm gỗ dày 12mm có chiều cao 200mm, chiều rộng 54mm

- 2 tấm gỗ dày 12mm có chiều cao 136mm, chiều rộng 30mm Khối đƣợc ghép lại nhƣ hình vẽ:

+ Khối trụ ghép 2 khối mặt lại với nhau tại góc vuông

+ Khối trụ ghép 3 khối mặt lại với nhau theo hình chữ T

+ Khối trụ nằm ngoài cùng của một mặt tường

- Chi tiết lắp ghép các khối có đế âm bảng công tắc, ổ cắm

- Các mấu ghép các khối lại với nhau

+ Mấu ghép 2 khối không có trụ ở giữa

+ Mấu ghép 2 khối tại góc vuông

+ Mấu ghép 3 khối hình chữ T

+ Mấu ghép 2 khối có trụ ở giữa

- Chi tiết lắp ghép các khối lại với nhau

+ Ghép 2 khối lại với nhau không có trụ ở giữa

- Hai khối lớn với nhau:

- Khối lớn ghép với khối nhỏ

+ Ghép 2 khối lại với nhau có trụ ở giữa

+ Ghép 2 khối lại với nhau tại góc vuông

+ Ghép 3 khối lại với nhau theo hình chữ T

Thiết kế điện cho mô hình

Nguồn điện đƣợc lấy từ nguồn phòng thực hành đi vào tủ điện và chia cho các mạch nhánh thông qua các aptomat:

Hình 3.6 Lắp đặt tủ điện

Từ tủ điện, nguồn đƣợc chia theo các mạch gồm:

- Mạch động lực cấp cho các ổ cắm

- Mạch chiếu sáng cấp điện cho bóng đèn và quạt hút

- Mạch cấp cho bình nóng lạnh

- Mạch cấp cho điều hòa phòng ngủ 1

Mạch cấp điện cho điều hòa phòng ngủ 2 được thiết kế với một hộp nối đặt tại cửa nhà vệ sinh chung, giúp thuận tiện cho việc lắp đặt và đi dây Mô hình này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo nguồn điện được cung cấp đến các phòng xa tủ điện một cách hiệu quả.

Các dây nguồn cấp cho điều hòa phòng ngủ và cấp cho hộp nối đƣợc rải trên trần nhà:

Hình 3.7 Cấp nguồn cho điều hòa và hộp nối

Sau khi đi dây và cấp nguồn, việc tiếp theo là lắp các thiết bị cho mô hình theo các rãnh dây đã thiết kế:

Hình 3.8 Lắp bóng đèn và ổ cắm cho mô hình

Hình 3.9 Lắp công tắc và aptomat bình nóng lạnh cho nhà vệ sinh

- Phòng ngủ sử dụng đèn điều khiển tại hai vị trí a Mạch một đèn điều khiển hai vị trí (dạng 1)

*) Nguyên lý làm việc Đèn Đ chỉ sáng khi CT1 và CT2 cùng ở một vị trí 1, hoặc CT1 và CT2 cùng ở vị trí 2

Khi CT1 và CT2 ở trạng thái như hình, mạch điện bị ngắt do hai công tắc không được kết nối, dẫn đến việc không có dòng điện đi qua đèn Do đó, đèn Đ không phát sáng.

Khi tác động vào công tắc CT1 hoặc CT2, tiếp điểm của một trong hai công tắc sẽ chuyển đổi trạng thái, ví dụ CT2 chuyển từ vị trí 2 sang vị trí 1 Điều này làm cho mạch điện được khép kín, cho phép dòng điện chạy qua đèn, dẫn đến việc đèn Đ sáng.

- Khi tác động một lần nữa vào một trong hai công tắc, tiếp điểm của công tắc đó chuyển đổi trạng thái Mạch điện bị hở và đèn Đ tắt

Chỉ cần tác động một lần vào CT1 hoặc CT2, đèn Đ sẽ thay đổi trạng thái sáng hoặc tắt Đây là mạch một đèn điều khiển hai vị trí (dạng 2).

*) Nguyên lý làm việc Đèn Đ chỉ sáng khi CT1 và CT2 cùng ở một vị trí 1, hoặc CT1 và CT2 cùng ở vị trí 2

Khi CT1 và CT2 ở trạng thái như hình, mạch điện được khép kín qua hai công tắc, dẫn đến dòng điện chạy qua đèn và làm cho đèn sáng.

Khi công tắc CT2 chuyển từ vị trí 1 sang vị trí 2, mạch điện sẽ bị ngắt, dẫn đến việc dòng điện không chạy qua đèn, và kết quả là đèn Đ không sáng.

Khi bạn nhấn một lần nữa vào một trong hai công tắc, tiếp điểm của công tắc sẽ chuyển đổi trạng thái, làm cho mạch điện khép kín và đèn Đ sáng trở lại.

- Nhƣ vậy, chỉ cần tác động một lần vào CT1 hoặc CT2 thì đèn Đ thay đổi trạng thái sắng hoặc tắt

Mạch đèn điều khiển hai vị trí thường được áp dụng trong các hệ thống đèn cầu thang, đèn hành lang và đèn nhà kho, yêu cầu nguồn cung cấp điện phải có mặt ở cả hai vị trí lắp đặt công tắc.

Kết quả của đề tài

Sau quá trình thiết kế và thực hiện lắp ghép, mô hình đã đƣợc hoàn thiện và hoạt động đúng theo nguyên lý thiết kế

Hình 3.10 Mô hình lắp ghép chƣa có thiết bị

Hình 3.11 Mô hình thực hành cung cấp điện cho căn hộ

Ý nghĩa của đề tài

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã tích lũy được nhiều kiến thức mới và áp dụng thành thạo những gì đã học ở trường Đề tài này không chỉ giúp tôi nâng cao khả năng suy nghĩ độc lập mà còn rèn luyện tư duy logic khi lắp ghép mô hình và nghiên cứu các vấn đề thiết kế điện cho căn hộ chung cư, một lĩnh vực mà tôi chưa có nhiều kinh nghiệm trước đây.

Sản phẩm từ đề tài sẽ được chuyển giao cho bộ môn Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử tại trường Đại học Vinh Sản phẩm này sẽ hỗ trợ giảng dạy thực hành cung cấp điện, góp phần nâng cao chất lượng thực hành cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử.

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	1,89 MB