TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH THIẾT KẾ
Tên công trình và địa điểm công trình
Khu E1, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, số 1 Võ Văn Ngân, Linh Chiểu, Thủ Đức, Hồ Chí Minh.
Mặt bằng tòa nhà cần thiết kế
1 tv 1 tv 1 tv 1 tv máy chiếu ex it
Bảng liệt kê công suất một số tải
Tên thiết bị Số thiết bị trong nhóm Tổng công suất định mức (kw) Đèn 434 34.72
Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống chiếu sáng
1.3.1 Phù hợp với môi trường làm việc: Đây là một trong những vấn đề quan trọng của thiết kế chiếu sáng Khi thiết kế chiếu sáng phải tính đến các phần tử tác động đến hiệu quả của chiếu sáng như: chiều cao trần nhà, độ bóng bề mặt phòng, cửa sổ, ánh sáng mặt trời và cấu trúc hình học của khu vực cần chiếu sáng.
Ngoài ra cũng cần quan tâm đến các điều kiện bên ngoài như bụi bẩn, hơi nước, côn trùng,….
Hệ thống chiếu sáng có tác động lớn đến tâm lý của người lao động và người học Khi mức độ chiếu sáng đạt tiêu chuẩn tiện nghi cao, nó sẽ góp phần tăng năng suất lao động, giảm lượng phế phẩm và hạn chế tai nạn lao động Để đạt được những lợi ích này, hệ thống chiếu sáng cần phải được thiết kế và triển khai một cách hợp lý.
Độ rọi trên toàn mặt phẳng làm việc cần đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu
Màu sắc của ánh sáng phù hợp tính chất công việc.
1.3.3 Tính mềm dẻo của hệ thống chiếu sáng:
Khi thiết kế cũng cần tính toán dự trữ cho nhu cầu phát triển trong tương lai.
Giảm sự cố gây hư hỏng cho người và thiết bị
Đặt các thiết bị bảo vệ chống dòng rò, chống xảy ra chạm chập, cháy nổ
Phải có hệ thống chiếu sáng sự cố, chiếu sáng khẩn cáp khi xảy ra hỏa hoạn
1.3.5 Yêu cầu về chi phí và tiết kiệm điện Đây là vấn đề cần quan tâm vì đây là chi phí chính khi thiết kế ban đầu và sử dụng lâu dài
Nên ứng dụng các công nghệ tiên tiến, sử dụng các loại bóng đèn tiết kiệm năng lượng, các hệ thống điều khiển tự động, ….
Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống điện lực
Tần số danh định của hệ thống điện quốc gia là 50 Hz, với dao động trong khoảng ± 0,2 Hz trong điều kiện bình thường Khi hệ thống điện chưa ổn định, tần số có thể dao động lên đến ± 0,5 Hz so với tần số danh định.
1 Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối
Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối bao gồm 110 kV, 35 kV,
22 kV, 15 kV, 10 kV, 06 kV và 0,4 kV.
2 Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối được phép dao động so với điện áp danh định như sau: a) Tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện là ± 05 %; b) Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là + 10% và - 05 %; c) Trường hợp nhà máy điện và khách sử dụng điện đấu nối vào cùng một thanh cái trên lưới điện phân phối thì điện áp tại điểm đấu nối do Đơn vị phân phối điện quản lý vận hành lưới điện khu vực quyết định đảm bảo phù hợp với yêu cầu kỹ thuật vận hành lưới điện phân phối và đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng sử dụng điện.
3 Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn định sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng trực tiếp do sự cố trong khoảng + 05 % và - 10 % so với điện áp danh định.
4 Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự cố, cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ± 10 % so với điện áp danh định.
5 Trường hợp Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có yêu cầu chất lượng điện áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2 Điều này, Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có thể thỏa thuận với Đơn vị phân phối điện hoặc Đơn vị phân phối và bán lẻ điện.
Trong điều kiện làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha không được vượt quá 3% điện áp danh định cho cấp điện áp 110 kV và 5% cho cấp điện áp trung áp và hạ áp.
1 Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp (THD) là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp với giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản (theo đơn vị %), được tính theo công thức sau:
Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp (THD) được xác định bằng cách sử dụng giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i (Vi) và bậc cao nhất của sóng hài cần đánh giá (N) Đặc biệt, V1 là giá trị hiệu dụng của điện áp tại bậc cơ bản, tương ứng với tần số 50 Hz.
2 Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối không được vượt quá giới hạn quy định trong Bảng 1 như sau:
2 Bảng 1 Độ biến dạng sóng hài điện áp
Cấp điện áp Tổng biến dạng sóng hài Biến dạng riêng lẻ
3 Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian ngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định tại Khoản 2 Điều này nhưng không được gây hư hỏng thiết bị của lưới điện phân phối.
1 Trong điều kiện vận hành bình thường, mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm đấu nối không được vượt quá giới hạn quy định trong Bảng 2 như sau:
Bảng 2: Mức nhấp nháy điện áp
Cấp điện áp Mức nhấp nháy cho phép
Trong đó: a) Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) là giá trị đo được trong khoảng thời gian
Trong 10 phút, thiết bị đo tiêu chuẩn theo IEC868 xác định giá trị Pst95%, đây là ngưỡng quan trọng cho phép đo trong 95% thời gian (ít nhất một tuần) và 95% số vị trí đo.
Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) không được vượt quá giá trị quy định Mức nhấp nháy điện áp dài hạn (Plt) được xác định dựa trên 12 kết quả đo Pst liên tiếp trong khoảng thời gian 2 giờ, theo công thức cụ thể.
Plt95% là ngưỡng giá trị của Plt sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ít nhất 01 tuần) và 95 % số vị trí đo Plt không vượt quá giá trị này.
2 Tại điểm đấu nối trung và hạ áp, mức nhấp nháy ngắn hạn (Pst) không được vượt quá 0,9 và mức nhấp nháy dài hạn (Plt) không được vượt quá 0,7 theo tiêu chuẩn IEC1000-3-7.
Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố
1 Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố của bảo vệ chính được quy định trong Bảng 3 như sau:
Bảng 3 Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố Điện áp
Dòng ngắn mạch lớn nhất (kA)
Thời gian tối đa loại trừ sự cố của bảo vệ chính (ms)
Thời gian chịu đựng tối thiểu của thiết bị (s) Áp dụng tới ngày 31/12/2017 Áp dụng từ ngày 01/01/2018
2 Đối với lưới điện trung áp cấp cho khu đô thị có mật độ dân cư đông và đường dây có nhiều phân đoạn, khó phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị đóng cắt trên lưới điện, cho phép thời gian loại trừ sự cố của bảo vệ chính tại một số vị trí đóng cắt lớn hơn giá trị quy định tại Khoản 1 Điều này nhưng phải nhỏ hơn 01 giây (s) và phải đảm bảo an toàn cho thiết bị và lưới điện.
3 Đơn vị phân phối điện phải thông báo giá trị dòng ngắn mạch cực đại cho phép tại điểm đấu nối để Khách hàng lớn sử dụng lưới điện phân phối phối hợp trong quá trình đầu tư, lắp đặt thiết bị.
1 Chế độ nối đất trung tính trong hệ thống điện phân phối được quy định trong Bảng 4 như sau:
Bảng 4 Chế độ nối đất
Cấp điện áp Điểm trung tính
110 kV Nối đất trực tiếp.
35 kV Trung tính cách ly hoặc nối đất qua trở kháng.
15 kV, 22 kV Nối đất trực tiếp (03 pha 03 dây) hoặc nối đất lặp lại (03 pha 04 dây).
06 kV, 10 kV Trung tính cách ly.
Dưới 1000 V Nối đất trực tiếp (nối đất trung tính, nối đất lặp lại, nối đất trung tính kết hợp).
2 Trường hợp chế độ nối đất trung tính trong hệ thống điện phân phối thực hiện khác với quy định tại Khoản 1 Điều này thì phải được sự đồng ý bằng văn bản của Đơn vị điều độ hệ thống điện quốc gia.
Hệ số sự cố chạm đất
Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống nối đất
1.5.1 Dây nối đất và điện cực nối đất
Kích thước và chất liệu dây nối đất và dây trung tính bảo vệ là rất quan trọng trong hệ thống điện Dây nối đất và điện cực nối đất thường được làm bằng đồng hoặc thép, với tiết diện đủ lớn để đảm bảo không vượt quá nhiệt độ cho phép khi có dòng chạm đất cực đại Đối với thiết bị điện có điện áp đến 1kV, dây trung tính cần được đặt chung với các dây pha và phải được tính toán để đảm bảo dòng điện làm việc lâu dài Đối với thiết bị trên 1kV, tiết diện dây nối đất phải đủ để chịu được dòng cắt tự động tại nơi sự cố Tiết diện dây trung tính bảo vệ không được nhỏ hơn một nửa tiết diện của dây pha Không được phép sử dụng đất làm dây pha hoặc dây trung tính cho thiết bị điện dưới 1kV, và dây nhôm trần không được chôn trong đất để làm dây nối đất Chi tiết về kích thước và chất liệu dây nối đất và dây trung tính bảo vệ có thể tham khảo trong Phụ lục 1.7-1.
- Dây nối đất bổ sung
Cần sử dụng các vật nối đất tự nhiên để làm dây nối đất bổ sung Thông tin chi tiết về các bộ phận sử dụng cho dây nối đất bổ sung có thể được tìm thấy trong Phụ lục 1.7-2.
Mối nối giữa dây nối đất và dây trung tính cần được bảo vệ và đảm bảo tiếp xúc tốt bằng cách sử dụng các kẹp bắt bulông, hàn trực tiếp hoặc khóa nối chuyên dụng Đối với mối hàn, chiều dài chồng lên nhau phải bằng 2 lần bề rộng của thanh nối nếu là tiết diện chữ nhật, hoặc 6 lần đường kính của thanh nối nếu là tiết diện tròn.
- Lắp đặt dây nối đất
Dây nối đất và dây trung tính bảo vệ cần được bố trí đúng quy định cả trong nhà và ngoài trời Không được sử dụng các vật liệu kim loại như vỏ kim loại của dây dẫn kiểu ống, cáp treo, ống cách điện, tay nắm kim loại, và vỏ chì của dây điện để làm dây nối đất hoặc dây trung tính bảo vệ Trong các khu vực yêu cầu nối đất, vỏ kim loại phải được nối đất chắc chắn Các điểm nối và hộp đấu dây cần được kết nối với vỏ kim loại bằng phương pháp hàn hoặc bulông, với bulông cần có biện pháp chống gỉ và chống nới lỏng Dây nối đất bằng thép nên được mạ kẽm nhúng nóng để đảm bảo độ bền và an toàn.
Kích thước và chất liệu của các điện cực trong hệ thống nối đất nhân tạo cần đảm bảo phân bố hiệu quả điện áp trên bề mặt đất nơi thiết bị điện được đặt Các chất liệu thường được sử dụng cho điện cực nối đất bao gồm đồng, thép ống, thép tròn và thép dẹt Để biết thêm chi tiết về kích thước và chất liệu của điện cực nối đất, vui lòng tham khảo Phụ lục 1.7-3.
1.5.3 San bằng điện áp Để bảo đảm an toàn, các thiết bị điện có dòng điện chạm đất lớn phải dùng lưới san bằng điện áp bằng vòng nối đất xung quanh thiết bị (trừ các thiết bị điện ở trạm trên cột điện áp đến 35kV) Chi tiết lưới san bằng điện áp xem Phụ lục 1.7-4
1.5.4 Bảo vệ cơ học và hóa học cho dây nối đất
Dây nối đất cần được bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học và hóa học Đặc biệt, việc bảo vệ chống hư hỏng cơ học phải được chú trọng ở tiết diện của dây nối đất Ngoài ra, tại những khu vực có môi trường dễ ăn mòn, cần đặc biệt lưu ý đến bảo vệ chống hư hỏng hóa học.
1.5.5 Đánh dấu và sơn cực nối đất
Tại các điểm nối đất vào điện cực, cần có ký hiệu dễ quan sát Dây nối đất đặt trên mặt đất phải được sơn màu tím hoặc đen Trong những không gian yêu cầu trang trí cao, dây nối đất có thể sơn theo màu của phòng, nhưng tại các điểm nối hoặc phân nhánh phải có 2 vạch màu tím hoặc đen cách nhau 150mm Đối với đường dây điện nhánh 2 dây, nếu dây trung tính được sử dụng làm dây nối đất thì tại vị trí hàn hoặc nối của dây trung tính cũng phải sơn màu tím.
Yêu cầu kỹ thuật về hệ thống chống sét
Tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn tổng quát, nhưng khi áp dụng vào hệ thống chống sét cụ thể, cần xem xét các điều kiện thực tế liên quan Đối với những tình huống đặc biệt khó khăn, nên tham khảo ý kiến từ các chuyên gia.
Trước khi thiết kế chi tiết hệ thống chống sét, cần xác định xem công trình có cần bảo vệ chống sét hay không Nếu có, cần xem xét các yếu tố đặc biệt liên quan đến công trình để đảm bảo hiệu quả bảo vệ tối ưu.
Cần tiến hành kiểm tra công trình hoặc nếu công trình chưa được xây dựng, hãy xem xét hồ sơ bản vẽ và thuyết minh kỹ thuật để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu về phòng chống sét theo tiêu chuẩn quy định.
Khi thiết kế các công trình không có chi tiết kim loại phù hợp, việc bố trí hệ thống chống sét cần được chú trọng Hệ thống này phải đảm bảo hiệu quả trong việc chống sét mà vẫn giữ được tính thẩm mỹ cho công trình.
Đối với các công trình xây dựng chủ yếu bằng kim loại, việc sử dụng các bộ phận kim loại trong hệ thống chống sét sẽ tăng cường khả năng dẫn sét, giúp tiết kiệm chi phí và duy trì thẩm mỹ cho công trình Tuy nhiên, khi sét đánh vào kim loại, đặc biệt là kim loại sơn mạ, có thể làm hư hại lớp sơn và gây đổ vỡ cho khối xây có cốt thép Để giảm thiểu rủi ro này, nên áp dụng hệ thống chống sét được cố định trên bề mặt công trình.
Các kết cấu kim loại phổ biến trong hệ thống chống sét bao gồm khung thép, cốt thép trong bê tông, các chi tiết kim loại của mái và ray vệ sinh cửa sổ cho nhà cao tầng.
Toàn bộ công trình cần được bảo vệ bằng một hệ thống chống sét hoàn chỉnh, kết nối đồng bộ, đảm bảo không có bộ phận nào được tách rời để bảo vệ riêng biệt.
Yếu tố tiết kiệm điện năng
- Khai thác các điều kiện tự nhiên
Trong quá trình thiết kế, việc lựa chọn số liệu đầu vào như bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối và tốc độ gió là rất quan trọng Điều này giúp tận dụng hiệu quả khí hậu và cảnh quan tự nhiên.
- Lựa chọn kiểu dáng, hình khối công trình
Trong thiết kế nhà cao tầng, việc lựa chọn kiểu dáng và hình khối không chỉ liên quan đến thẩm mỹ kiến trúc mà còn ảnh hưởng đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng trong xây dựng, vận hành và sử dụng.
Khi lựa chọn hình khối cho nhà cao tầng nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng, ưu tiên hàng đầu nên là khối trụ tròn, tiếp theo là khối đa diện đều, sau đó là khối trụ vuông, khối trụ chữ nhật, và cuối cùng là các khối có hình thù lồi lõm phức tạp khác.
Thiết kế hệ thống cửa sổ nhằm tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên là một phương pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng trong xây dựng Nên ưu tiên lựa chọn cửa sổ cao và hẹp thay vì cửa thấp và rộng với cùng diện tích, để đạt được hiệu quả chiếu sáng tốt hơn Đồng thời, cửa sổ cần dễ dàng đóng mở nhưng vẫn đảm bảo khả năng che nắng hiệu quả.
Bề mặt kính trong xây dựng không chỉ có chức năng ngăn nhiệt từ bên ngoài vào mà còn giảm thiểu sự truyền tải nhiệt ra ngoài Kính còn có khả năng thu năng lượng và chuyển hóa thành năng lượng phục vụ cho sinh hoạt trong tòa nhà Việc sử dụng kính tiết kiệm năng lượng (TKNL) rất phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm ở Việt Nam.
- Sử dụng vật liệu xây dựng phù hợp, thân thiện môi trường
Vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường có rất nhiều ưu điểm như giảm trọng tải móng, cách âm cách nhiệt tốt, TKNL.
Gạch đất nung có ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là gây ô nhiễm nhiệt Do đó, cần giảm thiểu việc sử dụng gạch đất sét nung và chuyển sang sử dụng gạch không nung với tỷ lệ từ 50-70%.
Sử dụng các vật liệu tác dụng chống thấm và chống nhiệt thích hợp góp phần TKNL cho công trình.
Việc xanh hóa không gian xung quanh công trình giúp cải thiện chất lượng không khí, tạo ra môi trường trong lành và mát mẻ hơn Điều này không chỉ giảm thiểu nhu cầu sử dụng điều hòa không khí mà còn mang lại lợi ích tiết kiệm điện năng rõ rệt.
- Thiết kế hệ thống chiếu sáng
Sử dụng các thiết bị chiếu sáng TKNL hơn như: đèn LED, compact…
Sử dụng hệ thống điều khiển thông minh giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm hoặc tắt hoàn toàn ánh sáng khi không cần thiết Các cảm biến tự động điều chỉnh độ sáng của đèn dựa trên ánh sáng tự nhiên bên ngoài và tự động tắt đèn khi không có người sử dụng, góp phần nâng cao hiệu quả chiếu sáng.
Sử dụng các thiết bị vệ sinh thế hệ mới có thể tiết kiệm được 20% lượng nước sử dụng.
Tận dụng nước mưa và nước thải xám - nước thải từ vòi sen, vòi rửa tay, máy giặt được xử lý và tái sử dụng - cũng góp phần TKNL.
Sử dụng bình nước nóng năng lượng mặt trời kết hợp thêm hệ thống đun nóng dùng điện (hoạt động khi trời không nắng).
TÍNH TOÁN PHÂN CHIA PHỤ TẢI
Phân nhóm phụ tải cho tòa nhà
* Các chỉ tiêu áp dụng:
- Căn cứ vào việc bố trí tòa nhà và yêu cầu thuận tiện nhất
- Không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều tủ động lực như vậy sẽ không có lợi về mặt kinh tế.
- Việc phân nhóm cần dựa vào các yếu tố sau:
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc
+ Các thiết bị trong nhóm nên ở gần nhau về vị trí
+ Tổng công suất của các nhóm trong tòa nhà nên chênh lệch ít
+ Dòng tải của từng nhóm nên gần với dòng tải của CB
Từ những nguyên tắc phân nhóm trên ta phân phụ tải Khu E1 ra làm 5 nhóm như trong sơ đồ phân nhóm dưới đây
Suất Phụ Tải Tính Toán
Suất Phụ Tải Tính Toán:
Diện tích (s): diện tích (m 2 ) = chiều dài (m) x chiều rộng (m) Công suất tính toán biểu kiến từng phòng:
S : Công suất biểu kiến của phòng (KVA)
S 0: Suất phụ tải (VA) (theo IEC)
Công suất tính toán tủ (MDB):
S tt−MDB : Công suất tt tủ MDB (KVA)
K s : Hệ số đồng thời (theo IEC)
S : CÔng suất tính toán từng phòng (KVA)
Công suất tính toán tủ chính (EMSB):
S tt−MDB : Công suất tt tủ MDB (KVA)
K s : Hệ số đồng thời (theo IEC)
S tt−EMSB : Công suất tính toán tủ chính (EMSB) (KVA) Dòng điện tính toán từng nhóm (Tủ MDB) :
Dòng điện tính toán tủ chính (EMSB) :
Bảng 2.1: Suất phụ tải tính toán của tòa nhà
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Các yêu cầu của chiếu sáng
3.1.1 Phù hợp với môi trường làm việc: Đây là một trong những vấn đề quan trọng của thiết kế chiếu sáng Khi thiết kế chiếu sáng phải tính đến các phần tử tác động đến hiệu quả của chiếu sáng như: chiều cao trần nhà, độ bóng bề mặt phòng, cửa sổ, ánh sáng mặt trời và cấu trúc hình học của khu vực cần chiếu sáng.
Ngoài ra cũng cần quan tâm đến các điều kiện bên ngoài như bụi bẩn, hơi nước, côn trùng,….
Hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến tâm lý của người lao động và sinh viên Khi đạt được mức độ tiện nghi cao, chiếu sáng có thể tăng năng suất, giảm rủi ro và tần suất tai nạn lao động, đồng thời giúp người học tiếp thu kiến thức tốt hơn Để đạt được những lợi ích này, hệ thống chiếu sáng cần được thiết kế và triển khai một cách hợp lý.
Độ rọi trên toàn mặt phẳng làm việc cần đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu
Màu sắc của ánh sáng phù hợp tính chất công việc.
3.1.3 Tính mềm dẻo của hệ thống chiếu sáng:
Khi thiết kế cũng cần tính toán dự trữ cho nhu cầu phát triển trong tương lai.
Giảm sự cố gây hư hỏng cho người và thiết bị
Đặt các thiết bị bảo vệ chống dòng rò, chống xảy ra chạm chập, cháy nổ
Phải có hệ thống chiếu sáng sự cố, chiếu sáng khẩn cáp khi xảy ra hỏa hoạn
3.1.5 Yêu cầu về chi phí và tiết kiệm điện Đây là vấn đề cần quan tâm vì đây là chi phí chính khi thiết kế ban đầu và sử dụng lâu dài
Nên ứng dụng các công nghệ tiên tiến, sử dụng các loại bóng đèn tiết kiệm năng lượng, các hệ thống điều khiển tự động, ….
Trình tự thiết kế chiếu sáng cho tòa nhà E1
Các hệ số phản xạ
( Theo bảng 10.5 trang 197 giáo trình cung cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh)
Các hệ số phản xạ Thương nghiệp Công nghiệp nhẹ Công nghiệp nặng
Từ đó suy ra các hệ số cho tòa nhà :
- Hệ số phản xạ trần (): ρtr = 80%
- Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng): ρt = 50%
- Hệ số phản xạ sàn (xám đâm): ρs = 20%
- Môi trường làm việc ít bụi
- Thời gian làm việc ba ca
- Độ tuổi người lao động 18-60
- Tính chất công việc không phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật và nền tương đối cao.
Tính toán thiết kế
Chọn bộ đèn theo hướng dẫn sau:
Khi chiếu sáng khu vực có trần thấp (dưới 6,6m), nên chọn đèn có kiểu sáng rộng và chóa giảm chói Đèn HID với phân bố ánh sáng rộng cải thiện độ rọi dọc và cho phép tăng khoảng cách giữa các đèn lên đến 2 lần khoảng cách treo Đặc biệt, có thể treo đèn cao đến 8,25m để nâng cao độ rọi dọc Đèn huỳnh quang là lựa chọn tốt cho trần thấp nhờ độ đồng đều và ánh sáng tập trung Đèn tuýp LED cũng là một lựa chọn ưu việt hơn với nhiều lợi ích, đặc biệt là công suất thấp hơn so với đèn huỳnh quang.
Nếu khu vực có trần cao hơn 6,6m, nên lựa chọn đèn với kiểu ánh sáng tập trung và bán tập trung, cùng với chóa chiếu sâu Trong tình huống này, đèn HID và đèn huỳnh quang có công suất lớn thường được sử dụng.
Kiểu chóa đèn được xác định dựa trên nhu cầu chiếu sáng của đối tượng, cấu trúc của không gian cần chiếu sáng và cách bố trí các thiết bị chiếu sáng.
Số lượng bóng đèn trong một bộ đèn phụ thuộc vào yêu cầu chiếu sáng và đặc điểm của bộ đèn đó Việc lựa chọn số bóng phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả chiếu sáng cho không gian cần sử dụng.
Đèn tuýp LED hiện nay là lựa chọn tối ưu cho các phòng học và giảng đường, với gần 99% công trình sử dụng loại đèn này thay cho đèn huỳnh quang Những ưu điểm vượt trội của đèn tuýp LED đã chứng minh rõ ràng rằng nó hoàn toàn vượt xa đèn huỳnh quang.
- Bề mặt làm việc hlv : 0.8m
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc : Htt = 3.5 - 0.5 – 0.8 = 2.2 m
Công suất đèn P đ (W) Độ cao treo đèn H tt (m)
( Bảng 10.6,trang 198, Giáo trình Cung Cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh )
Chọn đèn : Tuýp led Model: LED TUBE T8 120/18W
THÔNG SỐ KĨ THUẬT Đèn Tuýp LED TUBE T8 120/18W
Thông Số Quang Học Thông Số Kích Thước Thông Số Điện Áp Quan g
Chỉ Số Hoàn Màu (CRI)
Chiều Dài (mm) Đầu Đèn Điện Áp (V)
3.2.3 Xác định hệ số sử dụng CU
Dựa vào thông số I và kiểu chiếu sáng của bộ đèn tập trung, cùng với các hệ số phản xạ của phòng, chúng ta tiến hành lựa chọn ánh sáng phù hợp theo bảng 10.4 trong sách giáo trình "Cung cấp điện" của PGS.TS Quyền Huy Ánh.
3.2.4 Xác định hệ số mất mát ánh sáng LLF
Hệ số mất mát ánh sáng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm loại đèn sử dụng, mức độ bụi bẩn trong môi trường, tần suất bảo trì đèn như số lần lau chùi trong tháng, và thời gian sử dụng đèn.
+ Môi trường làm việc sạch
+ Chế độ bảo trì 36 tháng
Do đó ,theo bảng 10.7 (trang 199 sách giáo trình Cung cấp điện của PGS.TS. Quyền Huy Ánh) ,ta chọn LLF = 0,64
3.2.5 Chọn độ rọi yêu cầu
-Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn Phòng học,Thực Hành,Thí nghiệm
3.2.6 Xác định số bộ đèn :
N bôộ = E yc S φ bô CU.LLF 500×120
Mỗi bộ ( 2 đèn Tuýp Led )
Phòng Bộ đèn Phòng Bộ đèn Phòng Bộ đèn Phòng Bộ đèn Phòng Bộ đèn
3.2.7 Phân bố các bộ đèn
Dựa vào kích thước chiều dài và chiều rộng của phòng học, việc bố trí các bộ đèn cần đảm bảo độ rọi được phân bố đồng đều khắp mặt bằng Chi tiết phân bố bộ đèn sẽ được thể hiện trong file CAD.
- Việc yêu cầu chiếu sáng cho tòa nhà E1 phải đảm bảo yêu cầu về chiếu sáng thương nghiệp
Chiếu sáng cho từng phòng học được cung cấp từ tủ điện âm tường gần cửa ra vào, kết nối với hệ thống máng cáp trên trần Hệ thống máng cáp này được cấp điện từ các tủ DB của mỗi tầng.
- Dây dẫn của hệ thống chiếu sáng mỗi phòng học được đặt trong ống nhựa bọc cách điện.
CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp
4.1.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp: Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu sau:
- Thuận tiện cho các tuyến day vào, ra
- Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng
- Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bận
- An toàn cho người và thiết bị
Việc đặt trạm biến áp phù hợp với tất cả các yêu cầu là một thách thức lớn trong thực tế Do đó, cần căn cứ vào điều kiện cụ thể để xác định vị trí lắp đặt trạm sao cho hợp lý nhất.
4.1.2 Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:
Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yều tố như:
+ Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải.
+ Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp.
+ Yêu cầu về vận hành kinh tế.
+ xét đến khả năng mở rộng và phát triển vế sau.
Đối với hộ phụ tải loại 1: thường chọn 2 máy biến áp trở lên.
Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn còn tuỳ thuộc vào việc so sánh hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật.
Để đảm bảo vận hành hiệu quả, số lượng máy biến áp trong trạm biến áp không nên vượt quá 3 Ngoài ra, các máy biến áp nên cùng loại và có công suất tương đồng.
Trong một trạm biến áp đồng nhất, việc sử dụng ít chủng loại máy biến áp giúp giảm số lượng máy biến áp dự phòng, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắp đặt và vận hành.
4.1.3 Xác định dung lượng của máy biến áp:
Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây:
Chọn điều kiện làm việc bình thường với xét đến quá tải cho phép, mức độ quá tải cần được tính toán để đảm bảo hao mòn cách điện không vượt quá định mức với nhiệt độ cuộn dây là 98 o C Trong trường hợp quá tải bình thường, nhiệt độ tối đa của cuộn dây có thể lên tới 140 o C trong những giờ phụ tải cực đại, trong khi nhiệt độ lớp dầu phía trên không được vượt quá 95 o C.
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố là cần thiết khi một trong những máy biến áp hoạt động song song bị hư hỏng, nhằm đảm bảo không làm gián đoạn việc cung cấp điện trong thời gian hạn chế.
- Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là:
Phương pháp công suất đẳng trị
Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể,do đó chọn dung lượng máy biến áp theo công thức sau:
Với: Sttptoànhà = Stt tủ điện + SttCS
Công suất dự phòng cho tòa nhà được xác định dựa trên dự báo phụ tải điện trong khoảng thời gian từ 3 đến 10 năm tới Với giả định này, mức công suất dự phòng được chọn là 20%.
Vậy dung lượng của máy biến áp cần chọn là:
SđmMBA ≥ S tttòa nhà + Sdự phòng
Để tính toán công suất định mức của máy biến áp, ta có công thức SđmMBA ≥ 310.45 + 62.09 = 372.54 (kVA) Chúng tôi chọn máy biến áp 3 pha của hãng THIBIDI, sản xuất tại Việt Nam, với SđmMBA = 400 (kVA), và không cần xét đến hệ số điều chỉnh nhiệt độ do cùng mức nhiệt độ.
Sơ đồ trạm biến áp
Ta chọn sơ đồ trạm biến áp theo sơ đồ đơn tuyến.
Trạm điện được cung cấp nguồn từ một dây rẽ thuộc mạng phân phối trung thế 22 KV Để đảm bảo chức năng đóng cắt và bảo vệ cho máy biến áp, trạm thường được trang bị dao cắt tải.
Cầu chì tự rơi (FCO), dao cắt tải kèm cầu chì (LBFCO) và dao cách ly cùng cầu chì (DS + F) là các thiết bị quan trọng trong hệ thống điện Chúng được gắn với cơ cấu đo lường ở phía trung áp, cho phép đo tổn thất điện áp trong máy biến áp và tải tiêu thụ thông qua hai cuộn dòng (CT) và cuộn áp (VT).
Chọn thiết bị trung áp 22 kv
4.3.1 Chọn cầu chì tự rơi FCO :
Theo giáo trình Cung cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh, trang 154 :
6 14.7 Icp = 20A
Dòng hiệu chỉnh cho phép là :
K = 0.73 20 = 27.4 (A) Tra bảng thông số dây do CADIVI sản xuất, ta chọn dây điện lực CVV có :
Tiết diện danh định (mm 2 ) Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
Các Phòng khác tương tự, ta có bảng sau
Tên phòng CB (A) Tiết diện danh định (mm 2 )
Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
E1-207 20 4x4 32 9 c) Chọn cáp từ tủ phân phối phụ MDB3 đến tủ điện âm tường ngay gần cửa ra vào của các phòng tầng 3
Chúng tôi chọn cáp điện lực CVV, 4 lõi, cách điện bằng PVC của CADIVI để dẫn điện từ tủ phân phối phụ MDB3 đến phòng E1-301, lắp đặt trên máng cáp.
Xác định hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện lắp đặt K.
K1 = 1 (cáp đi trên máng cáp)
K2 = 0.72 (9 mạch cáp tương đương với 9 nhánh)
K3 = 1 (nhiệt độ môi trường là 30 o C ).
Dòng điện định mức nhánh E1-301
0.4× √3 = 9.99 A Kết hợp chọn CB có Iđm= 10A => Icp = 10A
Dòng hiệu chỉnh cho phép là :
Tra bảng thông số dây do CADIVI sản xuất, ta chọn dây điện lực CVV có :
Tiết diện danh định (mm 2 ) Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
Các Phòng khác tương tự, ta có bảng sau:
Tên phòng CB (A) Tiết diện danh định (mm 2 )
Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
E1-309 10 4x1.5 19 24 d) Chọn cáp từ tủ phân phối phụ MDB4 đến tủ điện âm tường ngay gần cửa ra vào của các phòng tầng 4
Để kết nối từ tủ phân phối phụ MDB4 đến phòng E1-401, chúng ta sẽ sử dụng cáp điện lực CVV 4 lõi, được cách điện bằng PVC và sản xuất bởi CADIVI, lắp đặt trên máng cáp.
Xác định hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện lắp đặt K.
K1 = 1 (cáp đi trên máng cáp)
K2 = 0.72 (9 mạch cáp tương đương với 9 nhánh)
K3 = 1 (nhiệt độ môi trường là 30 o C ).
Dòng điện định mức nhánh E1-401
0.4× √3 = 5.14 A Kết hợp chọn CB có Iđm= 6 A => Icp = 6 A
Dòng hiệu chỉnh cho phép là :
K = 0.72 6 = 8.3 (A) Tra bảng thông số dây do CADIVI sản xuất, ta chọn dây điện lực CVV có :
Tiết diện danh định (mm 2 ) Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
Các Phòng khác tương tự, ta có bảng sau
Tên phòng CB (A) Tiết diện danh định (mm 2 )
Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
E1-409 6 4x1.5 19 24 e) Chọn cáp từ tủ phân phối phụ MDB5 đến tủ điện âm tường ngay gần cửa ra vào của các phòng tầng 5
Để kết nối từ tủ phân phối phụ MDB5 đến phòng E1-501, chúng ta sử dụng cáp điện lực CVV 4 lõi, cách điện bằng PVC, được sản xuất bởi CADIVI và lắp đặt trên máng cáp.
Xác định hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện lắp đặt K.
K1 = 1 (cáp đi trên máng cáp)
K2 = 0.72 (9 mạch cáp tương đương với 9 nhánh)
K3 = 1 (nhiệt độ môi trường là 30 o C ).
Dòng điện định mức nhánh E1-501
0.4× √3 = 5.14 A Kết hợp chọn CB có Iđm= 6 A => Icp = 6 A
Dòng hiệu chỉnh cho phép là :
K = 0.72 6 = 8.3 (A) Tra bảng thông số dây do CADIVI sản xuất, ta chọn dây điện lực CVV có :
Tiết diện danh định (mm 2 ) Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
Các Phòng khác tương tự, ta có bảng sau
Tên phòng CB (A) Tiết diện danh định (mm 2 )
Dòng điện định mức (A) Độ sụt áp (mv)
5.2.5 Chọn dây từ các phòng đến các ổ cắm 2 pha và 3 pha
Từ tủ MDB đến các phòng DB, chúng tôi đã thực hiện tính toán chi tiết về tiết diện dây Cụ thể, dây tổng vào một phòng có tiết diện nhỏ nhất là 1.5 mm², vì vậy chúng tôi chọn dây VCm-1.5 mm² cho các ổ cắm 1 pha Đối với ổ cắm 3 pha, chúng tôi sử dụng dây từ MDB đến DB do tải 3 pha của các phòng thí nghiệm có công suất lớn.
Tính và kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép
Độ sụt áp phụ thuộc vào:
- Điện kháng cáp IEE 522-8 quy định độ sụt áp không được vượt quá 2,5% điện áp danh định :
+ Với mạch 1 pha 220V độ sụt áp cho phép 5,5V.
+ Với mạch 3 pha 380V độ sụt áp cho phép 9,5V.
Khi sụt áp vượt quá mức cho phép, khách hàng cần lựa chọn cáp có tiết diện ruột lớn hơn để đảm bảo hiệu suất Dù tổng trở của đường dây có thể nhỏ, nhưng không thể xem nhẹ ảnh hưởng của nó Trong quá trình mang tải, sẽ luôn có sự sụt áp giữa hai đầu dây Chế độ vận hành của các thiết bị như động cơ và hệ thống chiếu sáng phụ thuộc vào điện áp đầu vào, yêu cầu giá trị điện áp gần với mức định mức Do đó, việc chọn kích cỡ dây phù hợp là cần thiết để đảm bảo rằng điện áp tại điểm cuối luôn nằm trong phạm vi cho phép khi mang tải lớn nhất.
Tiêu chuẩn tổn hao điện áp: ∆U%≤ ±5%Ucp
Sụt áp ở chế độ bình thường: ∆ U %= ∆ U U đm
Tổn thất điện áp ∆U được tính bởi công thức:
∆U là tổn hao điện áp
Vd là độ sụt áp cho phép của dây dẫn (V/A/Km)
Ib là dòng điện tính toán (A)
L là chiều dài dây dẫn (Km)
Từ trạm biến áp đến tủ (EMSB): L=5m
Từ tủ EMSB đến tủ MDB : L0m ( tính dư chiều dài )
Từ tủ MDB đến DB (tủ xa nhất): LEm
Đạt yêu cầu Tổng sụt áp từ thứ cấp MBA tới phụ tải là Phòng xa nhất là :
∑ ∆ U =∆ U MBA-EMSB + ∆ U EMSB-MDB + ∆ U MDB-DB
Từ tủ ATS đến tủ EMSB: L=2m
Tính toán ngắn mạch và chọn CB
5.4.1 Chọn CB tổng bảo vệ máy biến áp:
Tổng trở của hệ thống phía sơ cấp thường dẫn đến công suất ngắn mạch tại thanh cái sơ cấp của MBA không vượt quá 500MVA, với các giá trị công suất ngắn mạch phổ biến thường là 250MVA hoặc nhỏ hơn.
Nên ta chọn: o Công suất ngắn mạch 3 pha phía sơ cấp MBA: Ssc = 250MVA o Điện áp dây thứ cấp không tải của mạng điện: U20B0 V (bảng H1-
Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho tòa nhà E1
Tổng trở của hệ thống phía sơ cấp máy biến áp: Theo công thức trang H1-47 IEC
Tổng trở ZT của máy biến áp (MBA) nhìn từ phía thanh cái thứ cấp được tính theo công thức R up = 0.2Z up = 0.2 × 0.706 = 0.141 (mΩ), theo hướng dẫn trong giáo trình của PGS.TS Quyền Huy Ánh, trang H1 - 48 IEC và Bảng 7.6 trang 111.
R T =0.2Z T =0.2×22.05=4.41(mΩ) Điện trở và điện kháng khi ngắn mạch tại N1 được xác định:
RN1= Rup+ RT = 0.141+4.41= 4.551 ( mΩ )Tổng trở ngắn mạch tại N1:
2 +R N 2 1 = 23.193 ( mΩ ) Dòng ngắn mạch tại N1 được xác định:
√3×23.193= 10.46(kA) Dòng làm việc tính toán của MBA:
Theo kinh nghiệm thực tế ta có giá trị dòng ngắn mạch tại MDB và DB khoảng 9 kA, 2kA
Kết hợp 2 điều kiện trên chọn Aptomat MCCB Schneider LV563316 - 600A 3P 50kA , đạt tiêu chuẩn IEC/EN 60947-2, IEC 60664-1.
Mã hiệu Số cực Dòng định mức (A)
Khả năng cắt dòng ngắn mạch (Icu) (kA) Điện áp vận hành định mức
Ue (V ) Điện áp cách điện định mức
LV510306 3P 80 25 690 415 o Chọn CB cho tủ phân phối phụ DB:
Khả năng cắt dòng ngắn mạch (Icu (kA) ) Điện áp vận hành định mức