Upload
hungchu94
View
247
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN.......................
CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH....................................................................
1.1 Giới thiệu vị trí công trình...........................................................................................
1.2 Giới thiệu tổng quan công trình...................................................................................
1.3 Vai trò và yêu cầu của việc cung cấp điện...................................................................
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO BIỆT THỰ........................
2.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho biệt thự...................................................................
2.2 Tính toán thiết kế chiếu sáng.......................................................................................
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI...........................................................
3.1 Tổng hợp phụ tải động lực...........................................................................................
3.2 Tính toán phụ tải sinh hoạt..........................................................................................
3.3 Tổng hợp phụ tải sinh hoạt..........................................................................................
3.4 Tổng hợp phụ tải..........................................................................................................
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN BIỆT THỰ, LỰA CHỌN
DÂY DẪN ĐẾN CÁC TẦNG..........................................................................................
4.1 Tính toán chọn máy phát dự phòng ............................................................................
4.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn...........................................................................................
4.3 Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng .........................................................
4.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện.............................................................................
4.4.1 Phương án 1.......................................................................................................
4.4.2 Phương án 2.......................................................................................................
4.5 So sánh 2 phương án....................................................................................................
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẦNG ,CHỌN APTOMAT BẢO
VỆ, TÍNH TOÁN TỔN HAO MẠNG ĐIỆN BIỆT THỰ................................................
5.1 Thiết kế mạng điện tầng .............................................................................................
5.1.1 Thiết kế mạng điện tầng 1..................................................................................
5.1.2 Thiết kế mạng điện tầng 2..................................................................................
5.1.3 Thiết kế mạng điện tầng 3..................................................................................
5.2 Tính toán ngắn mạch...................................................................................................
5.3 Chọn aptomat bảo vệ...................................................................................................
5.4 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ.....................................................................
5.5 Xác định tổn hao trên đường dây hạ áp.......................................................................
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT......................................................
6.1 Tổng quan về hệ thống chống sét................................................................................
6.2 Xây dựng hệ thống chống sét......................................................................................
6.3 Tính toán nối đất chống sét..........................................................................................
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT..............................................................................
CHƯƠNG 8: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH....................................................................
PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP 22/0,4KV CẤP ĐIỆN
CHO CÔNG TRÌNH BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN................................................................
CHƯƠNG I: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM
BIẾN ÁP............................................................................................................................
CHƯƠNG 1: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM
BIẾN ÁP............................................................................................................................
1.1 Chọn máy biến áp .......................................................................................................
1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp .....................................................................................
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP....................
2.1 Chọn các thiết bị điện cao áp.......................................................................................
2.2 Chọn các thiết bị điện hạ áp.........................................................................................
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ.........................
3.1 Tính toán ngắn mạch...................................................................................................
3.1.1 Tính toán ngắn mạch phía cao áp.......................................................................
3.1.2 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp.........................................................................
3.2 Kiểm tra thiết bị và khí cụ điện ..................................................................................
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP.......................................
4.1 Điện trở nối đất của một thanh....................................................................................
4.2 Điện trở nối đất của cọc...............................................................................................
4.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc......................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................
DANH MỤC BẢN VẼ......................................................................................................
PHẦN I
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN
Chương 1: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH
1.1 Giới thiệu về vị trí công trình
Căn biệt thự 3 tầng nằm trong khu đô thị Bờ Tây Sông Đáy, thành phố Phủ
Lý ,tỉnh Hà Nam .
Khu đô thị tọa lạc tại trung tâm thành phố Phủ Lý tỉnh Hà Nam, dọc theo
tuyến kè bờ Tây sông Đáy, khu vực từ cầu Hồng Phú đến cầu Phủ Lý. Khu đô
thị sẽ cung cấp chỗ ở cho khoảng 1800 người,với khu biệt thự gồm 73 căn,
diện tích 180 – 300 m2/căn, chiều cao trung bình 3 tầng với hai loại hình nhà ở
chủ yếu: Nhà liền kề với diện tích mỗi căn từ 85-100 m2 và biệt thự nhà vườn
có diện tích từ 180 m2 . Khuôn viên khu đô thị
Khu đô thị nằm trong khu vực có dân trí cao ,sát với liên khu hành chính bao
gồm: Ban CHQS tỉnh Hà Nam, Công An tỉnh Hà Nam, Sở Nông Nghiệp Hà
Nam, Sở Tư Pháp Hà Nam, Sở Xây Dựng ,Sở Công Thương. Các trường Đại
học Thương Mại ,Sư Phạm Hà Nam, Trường chính trị Tỉnh; Phòng khám đa
khoa Việt Đức và Sân vận động tỉnh Hà Nam.
1.2 Giới thiệu tổng quan về công trình
Căn biệt thự có 3 tầng ,nằm trên mảnh đất có diện tích 300m2 với 240m2 là
diện tích nhà ở ,còn lại 60m2 dành cho sân vườn ,bể bơi
Căn biệt thự bao gồm:
Tầng một với diện tích 204m2 bao gồm 2 phòng ngủ thích hợp dùng
làm phòng ngủ cho người làm hoặc con nhỏ ,bên cạnh đó là 2 phòng vệ sinh
cùng với kho chứa đồ dùng để lưu giữ đồ đạc, dụng cụ tùy theo ý thích của gia
chủ , phòng bếp+ăn được trao cho một diện tích rộng nhằm tạo cảm giác thoải
mái và tiện lợi cho việc nấu nướng , phòng khách được thiết kế độc đáo nằm
lùi ra ngoài bể bơi tạo cảm giác mới lạ và trở thành điểm nhấn cho căn nhà,
phòng giặt là được thiết kế ở góc căn nhà sát với sân sau thuận tiện cho việc
phơi đồ và cuối cùng là một giếng trời nhỏ nằm đối diện với bàn ăn. Căn nhà
được thiết kế với rất nhiều khoảng không nhằm tạo cảm giác rộng rãi cho gia
chủ. Kích thước cụ thể được cho dưới bảng 1.1
Tầng hai cũng có diện tích 204 m2 bao gồm 2 phòng ngủ với 2 phòng
vệ dành cho các thành viên trong gia đình sử dụng. Bên cạnh đó là phòng làm
việc(sách) sử dụng thông tầng tạo cảm giác vô cùng rộng rãi cho chủ
nhân .Phòng sinh hoạt chung có diện tích rộng thích hợp cho sinh hoạt gia đình
của chủ nhà .Ngoài ra trong tầng 2 còn có 1 ban công nhỏ gắn liền với ô thoáng
cung cấp nhiều ánh sáng cho gia chủ, bên cạnh đó là vườn tiểu cảnh cỡ nhỏ tận
dụng khoảng trống phía trên phòng khách ,thích hợp để nghỉ ngơi ,tận hưởng
không khí trong lành.
Tầng 3 diện tích sử dụng chỉ còn lại 174,6 m2 do gia chủ đã sử dụng
thông tầng phòng làm việc và một phần phòng sinh hoạt chung. Tầng này gồm
có 1 phòng ngủ ,2 phòng vệ sinh ,1 phòng karaoke ,1 phòng thờ. Bên cạnh đó
tận dụng khoảng trống phía trên phòng vệ sinh 5 đã cho chủ nhà thêm 1 kho
chứa đồ nhỏ ,tối ưu hóa diện tích thừa mà vẫn đem lại cảm giác thông thoáng
cho căn nhà .
Bảng 1.1 : Thống kê kích thước các phòng trong biệt thự
Tầng Tên phòng Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Diện tích
(m2)
Tầng 1 Phòng ngủ 1 3,6 2,77 9,97
Phòng ngủ 2 4,06 2,67 10,84
Phòng khách 5,24 4,28 22,4
Khu bếp 4,33 4,22 18,3
Khu bàn ăn 3,8 3,47 13,2
Phòng giặt là 2,98 2,68 7,98
Kho 1,9 0,78 1,48
Vệ sinh 1 1,86 1,6 2,97
Vệ sinh 2 2,11 1,89 3,98
Giếng trời 2,95 1,4 4,13
Tầng 2 Phòng ngủ 3 4,78 4,56 21,8
Phòng ngủ 4 4,28 4,02 17,2
Phòng làm việc 6,37 4,28 19,43
Vệ sinh 3 2,22 2 4,44
Vệ sinh 4 3,045 2,83 7,18
Vệ sinh PLV 2,33 2,15 5,01
Phòng SHC 5,78 4,61 19,5
Ban công nhỏ 4,28 1,79 7,66
Vườn tiểu
cảnh
4,5 3,67 16,51
Tầng3 Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57
Phòng thờ 2,83 2,74 7,75
Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3
Vệ sinh 5 2,56 2 5,12
Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3
1.3. Vai trò và yêu cầu của việc cấp điện.
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển, đời sống nhân dân được
nâng lên nhanh chóng. Dẫn đến nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Để đáp
ứng nhu cầu đó rất đông cán bộ, nhân viên kĩ thuật trong và ngoài nghành điện
lực đang tham ra thiết kế, lắp đặt các công trình cung cấp điện để phục vụ nhu
cầu trên.
Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết cho tính toán, để lựa
chọn các thiết bị phù hợp với từng đối tượng. Thiết kế chiếu sáng cho phân
xưởng, khu dân cư, công cộng. Tính toán chọn dây dẫn phù hợp, đảm bảo độ
sụt áp chấp nhận được, có khả năng chịu dòng ngắn mạch với thời gian nhất
định. Tính toán dung lượng bù cần thiết để giảm tổn thất điện năng trên lưới
trung hạ áp.... Thiết kế đi dây để bước đến triển khai hoàn tất một bản thiết kế
cung cấp điện. Bên cạnh đó, cần phải lựa chọn một nguồn dự phòng cho công
trình cung cấp điện để đảm bảo sự làm việc ổn định của công trình.
Thiết kế cung cấp điện đối với các đối tượng là rất đa dạng với các đặc
thù khác nhau. Như vậy để thiết kế cung cấp điện tốt đối với bất kì một đối
tượng nào cần thỏa mãn các yêu cầu sau :
Độ tin cậy cung cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính
chất và đặc điểm từng phụ tải. Với những công trình quan trọng cấp
quốc gia phải đảm bảo cung cấp điện liên tục. Những đối tượng như nhà
máy, công trình,.. nên dùng nguồn dự phòng, khi mất điện sẽ cung cấp
cho những phụ tải quan trọng.
Chất lượng điện: được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ
tiêu tần số do hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Như vậy người thiết kế
cần đảm bảo yêu cầu về điện áp. Điện áp lưới trung và hạ áp được phép
dao động trong khoảng ±5%.
An toàn: công trình cấp điện cần phải đảm bảo độ an toàn cao. An toàn
cho người vận hành, cho người sử dụng, an toàn cho các thiết bị sử
dụng trong công trình.
Kinh tế: trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các
phương án có ưu điểm và khuyết điểm. Phương án này có thể lợi về
kinh tế nhưng về mặt kĩ thuật lại không được tốt và ngược lại. Vì vậy
cần phải đảm bảo hài hòa hai yếu tố trên.
1.3.1. Phạm vi nguyên tắc thiết kế đồ án.
Thiết kế này nêu giải pháp thiết kế cấp điện, chiếu sáng, chống sét cho
công trình Biệt thự nhà vườn. Xác định vị trí các tủ phân phối điện, các tủ điều
khiển chiếu sáng, hệ thống chống sét. Triển khai thiết kế hệ thống điện ổ cắm
và chiếu sáng chi tiết cho các phòng.
Nguyên tắc thiết kế:
- Tuân theo các tiêu chẩn quy định.
- Đảm bảo độ an toàn, tin cậy cung cấp điện, đảm bảo cho dự án tính
tiện nghi hiện đại của một thư viện
1.3.2. Các tiêu chuẩn áp dụng.
- Qui chuẩn xây dựng Việt Nam I&II – 1998
- Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong các công trình dân dụng
TCXD 16-1986
- 11 TCN-18-21: 2006: Qui phạm trang bị điện của Bộ công nghiệp
- TCXD 25-91: Đặt đường dây dẫn điện trong nhà ở và công trình
công cộng
- TCXDVN 394-2007: Thiết kế lắp đặt trang bị điện trong các công
trình xây dựng phần an toàn điện.
- TCVN 4756-89 : Qui phạm nối đất và nối không thiết bị.
- Tiêu chuẩn IEC : Đã được sử dụng ở các công trình xây dựng tại
Việt Nam
- TCVN 9385-2012: Chống sét cho công trình xây dựng ,tiêu chuẩn
thiết kế
Bản vẽ:
-BV01: Mặt bằng tầng 1 công trình
-BV02: Mặt bằng tầng 2 công trình
-BV03: Mặt bằng tầng 3 công trình
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THÔNG CHIẾU SÁNG CHO BIỆT
THỰ
2.1 Tổng quan về chiếu sáng
Ngày nay vấn đề chiếu sáng không đơn thuần là cung cấp ánh sáng để đạt độ
sáng theo yêu cầu mà còn mang tính chất mĩ quan và tinh tế.
Trong bất kỳ nhà máy, xí nghiệp hay công trình cao ốc nào, ngoài ánh sáng tự
nhiên còn phải dùng chiếu sáng nhân tạo. Đối với thiết kế chiếu sáng nhân tạo
choc hung cư cần đạt được những yêu cầu sau:
- Không bị lóa mắt.
- Không lóa do phản xạ.
- Phải có độ rọi đồng đều.
- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
- Phải tạo ra được ánh sáng theo yêu cầu của từng khu vực.
Chiếu sáng chung: là chiếu sáng toàn bộ diện tích cần chiếu sáng bằng cách
bố trí ánh sáng đồng đều để tạo nên độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích
được chiếu sáng.
Chiếu sáng cục bộ: là chiếu sáng ở những nơi cần có độ rọi cao mới làm việc
được hay chiếu sáng ở những nơi mà chiếu sáng chung không tạo được độ rọi
cần thiết.
Các chế độ làm việc của hệ thống chiếu sáng:
Chiếu sáng làm việc: dung để đảm bảo sự làm việc, hoạt động bình
thường của con người, vật và phương tiện vận chuyển khi không có
hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên
Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn tiếp tục làm việc trong một thời gian
hoặc đảm bảo an toàn của người đi ra khỏi nhà khi hệ thống chiếu sáng
làm việc bị hư hỏng hoặc sự cố.
Chiếu sáng an toàn: để phân tán người( trong hoặc ngoài nhà ) cần thiết
ở những lối đi lại, những nơi trong xí nghiệp và công cộng có trên 50
người .
Chiếu sáng bảo vệ : cần thiết trong đêm tại các công trình xây
dựng ,nơi sản xuất
2.1.1. Lựa chọn các thông số
a) Chọn nguồn sáng
Chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau đây
- Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ Kruithof
- Chỉ số mầu.
- Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của địa điểm.
- Tuổi thọ đèn.
- Quang hiệu đèn.
b) Lựa chọn hệ thống chiếu sáng
Để thiết kế trong nhà ,thường sử dụng các phương thức chiếu sáng :
- Hệ 1: chiếu sáng chung.
- Hệ 2: chiếu sáng hỗn hợp.
c) Chọn các thiết bị chiếu sáng
Dựa trên các điều kiện sau
- Tính chất môi trường xung quanh.
- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và độ giảm chói.
- Các phương án kinh tế.
d) Chọn độ rọi E: phụ thuộc vào các yếu tố sau
- Loại công việc
- Mức độ căng thẳng của công việc.
- Lứa tuổi người sử dụng.
- Hệ chiếu sáng, nguồn sáng sử dụng.
e) Chọn hệ số dự trữ k (hệ số bù d) :
Trong thiết kế chiếu sáng, khi tính công suất chiếu sáng cần phải chú ý
trong quá trình vận hành của hệ chiếu sáng, giá trị độ rọi trên bề mặt phẳng làm
việc bị giảm. Những nguyên nhân chính làm giảm độ rọi E là: giảm quang
thông của nguồn sáng, tường, trần bị bẩn, thiết bị chiếu sáng bám bụi,…Vì
vậy, khi tính công suất chiếu sáng, để đảm bảo chiếu sáng theo tiêu chuẩn cần
phải cho them hệ số tính đến sự suy giảm E,gọi là hệ số dự trữ k.
2.1.2. Phương pháp tính toán chiếu sáng
Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng. Gồm các bước
sau:
1. Lựa chọn độ rọi yêu cầu.
2. Chọn hệ chiếu sáng và kiểu đèn
3. Chọn nguồn sáng
4. Lựa chọn chiều cao treo đèn
Ta có thể phân bố đèn sát trần (h’= 0) hoặc cách trần một khoảng h,
chiều cao làm việc có thể trên 0,8m so với sàn. Khi đó độ cao treo đèn so với
bề mặt làm việc :
h = H- h’-0,8 (m)
với H: chiều cao từ sàn tới trần.
5. Xác định các thông số kỹ thuật chiếu sáng:
Hệ số không gian:
k kg=a .b
h(a+b)
Với a,b là chiều dài, chiều rộng, h là độ cao treo đèn.
Tỷ số treo đèn:
J= h 'h+h'
6. Xác định tổng quang thông của các đèn chiếu sáng
F∑=E yc . S . kđt
η. k ld
Với: Eyc : độ rọi yêu cầu, Lx
S: diện tích bề mặt chiếu sáng, m2
η: hiệu suất của đèn(khoảng 0,5-0,7);
kdt :hệ số dự trữ, thường lấy kdt = 1,2 – 1,3;
kld :hệ số lợi dụng quang thông của đèn;
7. Xác định số lượng đèn cần thiết
N=F∑
Fd
(Fd−quang thông củađèn)
8. Kiểm tra độ rọi tại các điểm chiếu sáng
E=Ed .N . η . k ld
a .b .k đt
9. Phân bố đèn
Vậy tính toán chiếu sáng theo các bước như trên. Ngoài ra yêu cầu thiết kế
chiếu sáng đảm bảo độ sáng theo các tiêu chuẩn hiện hành, ngoài ra còn đảm bảo yếu
tố thẩm mĩ kết hợp với kiến trúc và yêu cầu của công trình.
Trong căn hộ chiếu sáng chủ yếu sử dụng các loại đèn trang trí có tính thẩm mĩ
cao như các loại đèn chùm, đèn thả trần, đèn hắt tường, đèn downlight. Đóng cắt các
đèn chiếu sáng dung công tắc đặt tại các vị trí dễ dàng cho thao tác .Các công tắc đặt
ngầm tường ở độ cao 1,2m so với sàn.
2.2. Tính toán thiết kế chiếu sáng
2.2.1. Chiếu sáng ngoài trời
Do không yêu cầu độ rọi cho việc chiếu sáng vườn và tường bao xung
quanh biệt thự thế nên ta chọn 24 đèn sân vườn cao 0,6m bóng COMPACT
11W kết hợp với 3 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT 11W trải dài trên
bờ tường với mục đích tạo ánh sáng vừa đủ cho sân vườn và nhà để xe .Sơ đồ
bố trí đèn được thể hiện trong bản vẽ đi kèm.
Công suất chiếu sáng ngoài trời là
Pcsnt=24.11+3.11=0,297 (kW )
2.2.2. Chiếu sáng các tầng trong nhà
A. Tính toán chiếu sáng tầng một
Có nhiều phòng khác nhau nên ta tính toán cho từng phòng .
a) Phòng khách:
a.1) Thu thập số liệu:
- Kích thước:
+ Chiều dài: 5,24m
+Chiều rộng: 4,28m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: Phòng khách
a.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 5,24.4,28
2,5(5,24+4,28)=0,94
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,94 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,51; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 200.22,4 .1,20,51.0,9 .1800
=9,76(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 10 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.10.0,9 .0,51
5,24.4,28 .1,2=307 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để đảm bảo nhu cầu trang trí ta gắn thêm 1 bộ đèn chùm có công suất
24W
Công suất chiếu sáng phòng khách là 20.10+24 = 0,224(kW)
b). Phòng bếp + ăn :
b.1) Thu thập số liệu:
* Phòng bếp : - Kích thước:
+ Chiều dài: 4,33m
+Chiều rộng: 4,22m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: Phòng bếp
*Phòng ăn : Kích thước
+ Chiều dài: 3,8m
+Chiều rộng: 3,47m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: Phòng ăn
b.2) Tính toán
Phòng bếp
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,33.4,22
2,5(4,33+4,22)=0,85
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,85 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,47; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 300.18,3 .1,20,47.0,7 .1200
=8,65(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 9 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.9.0,9 .0,47
4,33.4,22 .1,2=312,5 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Công suất chiếu sáng phòng bếp là 20.9 = 0,18(kW)
Phòng ăn
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 3,8.3,47
2,5(3,8+3,47)=0,72
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,72 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,44; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 300.13,2 .1,20,44.0,9 .1800
=6,67(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 7 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.7 .0,9.0,44
3,8.3,47 .1,2=312,8 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn thả trần công suất
60W
Công suất chiếu sáng phòng bếp là 20.7 + 60 = 0,2(kW)
c) Phòng giặt là
c.1) Thu thập số liệu:
* Phòng giặt là : - Kích thước:
+ Chiều dài: 2,98m
+Chiều rộng: 2,68m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: giặt là
c.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 150 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 2,98.2,68
2,5(2,98+2,68)=0,4
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,4 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,3; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=150.7,98 .1,20,3.0,7 .1200
=5,7(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 6 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.6 .0,7.0,3
2,98.2,68 .1,2=157,7 ( lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Công suất chiếu sáng phòng bếp là 16.6 = 0,096(kW)
d) Phòng ngủ 1 và 2
d.1) Thu thập số liệu:
* Phòng ngủ 1 : - Kích thước:
+ Chiều dài: 3,6m
+Chiều rộng: 2,77m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng ngủ
* Phòng ngủ 2 : - Kích thước:
+ Chiều dài: 2,98m
+Chiều rộng: 2,68m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng ngủ
d.2) Tính toán
Phòng ngủ 1
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 3,6.2,77
2,5(3,6+2,77)=0,63
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,63 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,41; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.9,97 .1,20,41.0,7 .1200
=3,5(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 4 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,41
3,6.2,77 .1,2=115,1 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Công suất chiếu sáng phòng ngủ 1 là 16.4 = 0,064(kW)
Phòng ngủ 2
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,06.2,67
2,5(4,06+2,67)=0,65
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,65 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,41; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=100.10,84 .1,20,41.0,7 .1200
=3,77(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 4 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,41
4,06.2,67 .1,2=105,9 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn chùm công suất
24W
Công suất chiếu sáng phòng ngủ 2 là 16.4 + 24 = 0,088(kW)
e) Vệ sinh 1 & 2
Vì các toilet có kích thước nhỏ gần giống nhau nên ta chọn 2 đèn Led
downlight D160 Rạng Đông 16W với các thông số như sau
F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W
Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn đèn
QWZ805 của Philips có công suất 40W
Công suất chiếu sáng toilet 1&2 là (16.2+40).2=0,144(kW)
f) Hiên bể bơi và cầu thang vườn tiểu cảnh
Vì hiên có kích thước rộng ,không yêu cầu về độ rọi nên ta lắp 3 bóng đèn lốp
D300 COMPACT 22W để chiếu sáng với thông số
F = 1260 ;η=0,6 ;p= 22W
Tương tự ,ta lắp thêm 1 bóng D300 dưới cầu thang dẫn lên vườn tiểu cảnh với
mục đích chiếu sáng cho bể bơi
Công suất chiếu sáng hiên bể bơi là 22.4=0,088(kW)
g) Kho
Với diện tích S=1,5 m2 dùng để đặt tủ điện nên ta lắp 1 bóng đèn Led
downlight D160 Rạng Đông 16W với mục đích cấp điện chiếu sang cho kho
Công suất chiếu sang kho là 0,016 ( kW)
- Bảng tính toán thông số kích thước các phòng tầng 1:
Tên phòng
Chiều
dài
[m]
Chiều
rộng
[m]
Diện
tích
[m2]
Chiều
cao
[m]
Chiều cao
làm việc
[m]
Chiều cao
tính toán
[m]
Hệ số
không
gian
Hệ số
lợi
dụng
Tầng 1
Phòng ngủ 1 3,6 2,77 9,97 3,3 0,8 2,5 0,63 0,4
Phòng ngủ 2 4,06 2,67 10,84 3,3 0,8 2,5 0,65 0,41
Phòng khách 5,24 4,28 22,4 3,3 0,8 2,5 0,94 0,51
Khu bếp 4,33 4,22 18,3 3,3 0,8 2,5 0,85 0,47
Khu bàn ăn 3,8 3,47 13,2 3,3 0,8 2,5 0,72 0,44
Phòng giặt là 2,98 2,68 7,98 3,3 0,8 2,5 0,4 0,3
Kho 1,9 0,78 1,48 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Vệ sinh 1 1,86 1,6 2,97 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Vệ sinh 2 2,11 1,89 3,98 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Bảng 2.2: Thông số kích thước các phòng tầng 1
Bảng tính toán số đèn lắp đặt các phòng tầng 1(chưa bao gồm đèn trang trí)
Tên phòng
Quang
thông
[lm]
Độ rọi
yêu
cầu
[lx]
Diện
tích
[m2]
Hệ số
lợi
dụng
Hệ
số
dự
trữ
Số đèn
tính
toán
Số đèn
lắp
đặt
Tầng 1
Phòng ngủ 1 1200 100 9,97 0,4 1,2 3,5 4
Phòng ngủ 2 1200 100 10,84 0,41 1,2 3,77 4
Phòng khách 1800 300 22,4 0,51 1,2 5,71 10
Khu bếp 1800 300 18,3 0,47 1,2 8,65 9
Khu bàn ăn 1800 300 13,2 0,44 1,2 6,67 7
Phòng giặt là 1200 150 7,98 0,3 1,2 5,7 6
Kho 1200 kxd 1,48 kxd 1,2 1 4
Vệ sinh 1 1200 kxd 2,97 kxd 1,2 2 18
Vệ sinh 2 1200 kxd 3,98 kxd 1,2 2 2
Hiên bể bơi 1200 kxd 17,5 kxd 1,2 4 4
Bảng 2.3: Số đèn lắp đặt các phòng tầng 1
Tổng công suất chiếu sáng cho tầng 1 đã tính đến đèn trang trí là
Pcst 1=0,224+0,2+0,096+0,18+0,064+0,088+0,032+0,088+0,016=1,1(kW )
B) Tính toán chiếu sáng tầng 2
Có nhiều phòng khác nhau nên ta tính toán cho từng phòng .
A) Phòng sinh hoạt chung :
a.1) Thu thập số liệu:
- Kích thước:
+ Chiều dài: 5,78m
+Chiều rộng: 4,61m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: sinh hoạt chung
a.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 5,78.4,61
2,5(5,78+4,61)=1,025
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=1,025 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,52; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=300.26,64 .1,20,51.0,9 .1800
=11,6(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 11 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.11.0,9.0,52
5,78.4,61 .1,2=290 ( lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Công suất chiếu sáng phòng khách là 20.11= 0,22 (kW)
B) Phòng ngủ 3 :
b.1) Thu thập số liệu:
- Kích thước: Chia 2 phần để thuận tiện cho việc tính toán diện tích mặt
bằng
Phần 1 kích thước: 4,56x2,96 = 13,5m2
Phần 2 kích thước: 4,08x1,71 = 6,97m2
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng ngủ
b.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Phần 1
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,52.2,96
2,5(4,52+2,96)=0,71
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,71 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,45; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=100.13,37 .1,20,45.0,7 .1200
=4,24 (đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 4 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,45
4,52.2,96 .1,2=95 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn chùm công suất
24W
Phần 2
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,08.1,71
2,5(4,08+1,71)=0,48
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,48 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,34; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.6,97 .1,20,34.0,7 .1200
=2,92(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 3 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.3.0,7 .0,34
4,08.1,71 .1,2=102,3 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Vậy tổng công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là: 16.7+24=0,136(kW)
C) Phòng ngủ 4 :
c.1) Thu thập số liệu:
* Phòng ngủ 1 : - Kích thước:
+ Chiều dài: 4,28m
+Chiều rộng: 4,02m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng ngủ
c.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W,
quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần
h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác
định độ cao treo đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,28.4,02
2,5(4,28+4,02)=0,83
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,83 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,47; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.17,2 .1,20,47.0,7 .1200
=5,22(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 6 (đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.4 .0,7 .0,45
4,52.2,96 .1,2=95 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để đảm bảo tính thầm mĩ và trang trí ta lắp thêm 1 đèn chùm công suất
24W
Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là 16.6+24=0,12(kW)
D) Phòng làm việc :
d.1) Thu thập số liệu:
- Kích thước: Chia 2 phần để thuận tiện cho việc tính toán diện tích mặt
bằng
Phần 1 kích thước: 6,47x1 = 6,47m2
Phần 2 kích thước: 3,82x3,17 = 12,1m2
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng làm việc
d.2) Tính toán:
Phần 1
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=4,1m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=6,6−4,1=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 6,47.1
2,5(6,47+1)=0,34
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,34 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,3; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=300.6,47 .1,20,3.0,9 .1800
=4,79(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 5(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.5.0,9 .0,3
6,47.1.1,2=312 ( lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Phần 2
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 300 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
- Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight Philips DN024B 20W, quang
thông F = 1800lm, hiệu suất 0,9. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=4,1m. Xác định độ cao treo
đèn :
h=H−h lv=6,6−4,1=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 3,82.3,17
2,5(3,82+3,17)=0,7
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra bảng
2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số phản xạ
và hệ số không gian kkg=0,7 ta tìm được hệ số lợi dụng kld=0,42; lấy
kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
=300.3,82.3,17 .1,20,42.0,9.1800
=6,4 (đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N = 7 (đèn) Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1800.7 .0,9.0,42
3,82.3,17 .1,2=327 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Để tăng tính thẩm mĩ ta lắp thêm 1 bộ đèn chùm trang trí công suất 24W
Tổng công suất chiếu sáng cho phòng làm việc là 20.12+24=0,264(kW)
E) Vệ sinh 3,4,5 :
Vì các toilet 3,5 có kích thước nhỏ gần giống nhau nên ta chọn 2 đèn Led
downlight D160 Rạng Đông 16W với các thông số như sau
F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W
Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn
đèn QWZ805 của Philips có công suất 40W
Toilet số 4 có diện tích lớn hơn bao gồm them cả bồn tắm nên để
chiếu sang cho toilet 4 ta lắp 4 đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W
với các thông số như sau
F = 1200lm ;η = 0,7 ;p=16W
Kết hợp với 2 bộ đèn gương nhà tắm để tăng them tính thẩm mĩ ,ta chọn
đèn QWZ805 của Philips có công suất 40W
Công suất chiếu sáng toilet 3&5 là (16.2+40).2=0,144(kW)
Công suất chiếu sáng toilet 4 là (16.4+40) = 0,104 (kW)
Vậy tổng công suất chiếu sang của vệ sinh 3,4,5 là 0,144+0,104=0,248
(kW)
F) Ban công sau phòng ngủ 3
Vì ban công không yêu cầu độ rọi lại dùng để phục vụ gia chủ ngắm
cảnh nên ta lựa chọn lắp 2 bóng đèn lốp D300 COMPACT 22W để chiếu
sáng với thông số
F = 1260 ;η=0,6 ;p= 22W
Công suất chiếu sáng ban công là 22.2=0,44(kW)
G) Vườn tiểu cảnh và cầu thang (T1-T2)
Để chiếu sáng cho cầu thang (T1-T2) ta chọn đèn gắn tường cầu ngoài
nhà bóng COMPACT công suất 15W
Để chiếu sáng cho vườn tiểu cảnh ta lắp 1 bóng đèn lốp D300
COMPACT 22W và 1 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT công
suất 11W
Vậy tổng công suất chiếu sáng cho cầu thang và vườn tiểu cảnh là
22+11+15=0,048(kW)
Tên phòng
Chiều
dài
[m]
Chiều
rộng
[m]
Diện
tích
[m2]
Chiều
cao
[m]
Chiều cao
làm việc
[m]
Chiều cao
tính toán
[m]
Hệ số
không
gian
Hệ số
lợi
dụng
Tầng 1
Phòng ngủ 3
4,78 4,56 21,8 3,3 0,8 2,5
0,71
0,48
0,45
0,34
Phòng ngủ 4 4,28 4,02 17,2 3,3 0,8 2,5 0,83 0,47
Phòng làm việc 6,37 4,28 19,43 3,3 0,8 2,5 0,34
0,7
0,3
0,42
Vệ sinh 3 2,22 2 4,44 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Vệ sinh 4 3,045 2,83 7,18 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Vệ sinh 5 2,33 2,15 5,01 6,6 4,1 2,5 Kxd Kxd
Phòng SHC 5,78 4,61 19,5 3,3 0,8 2,5 1,025 0,52
Ban công nhỏ 4,28 1,79 7,66 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Vườn tiểu cảnh 4,5 3,67 16,51 3,3 0,8 2,5 Kxd Kxd
Bảng 2.4: Thông số kích thước các phòng tầng 2
Bảng tính toán số đèn lắp đặt các phòng tầng 2(chưa bao gồm đèn trang trí)
Tên phòngQuang
thông
Độ rọi
yêu
cầu
Diện
tích
[m2]
Hệ số
lợi
dụng
Hệ
số
dự
Số đèn
tính
toán
Số đèn
lắp
đặt
[lm] [lx] trữTầng 1
Phòng ngủ 3
1200 100 21,8
0,45
0,34 1,2
4,24
2,92
4
3
Phòng ngủ 4 1200 100 17,2 0,47 1,2 5,22 6
Phòng làm việc
1800 300 19,43
0,3
0,42 1,2
4,79
6,74
5
7
Vệ sinh 3 1200 kxd 4,44 kxd 1,2 2 2
Vệ sinh 4 1200 kxd 7,18 kxd 1,2 4 4
Vệ sinh 5 1200 kxd 5,01 kxd 1,2 2 2
Phòng SHC 1800 300 19,5 0,52 1,2 11,6 11
Ban công nhỏ 1260 kxd 7,66 kxd 1,2 2 2
Vườn tiểu cảnh 1260 kxd 16,51 kxd 1,2 1 1
Bảng 2.5: Số đèn lắp đặt các phòng tầng 2
Tổng công suất chiếu sáng cho tầng 2 đã tính đến đèn trang trí là
Pcst 1=0,22+0,136+0,12+0,264+0,248+0,044+0,048=1,08(kW )
C) Tính toán chiếu sáng tầng 3
Có nhiều phòng khác nhau nên ta tính toán cho từng phòng .
A) Hành lang :
a.1) Thu thập số liệu:
* Hành lang : - Kích thước:
+ Chiều dài: 7,5m
+Chiều rộng: 1,236m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
- Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: đi lại
a.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Chọn sử dụng hệ thống đèn downlight Led Philips 20W-SMART
DOWNLIGHT quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,55. Phân bố bộ đèn
cách trần h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m.
Xác định độ cao treo đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 7,5.1,236
2,5(7,5+1,236)=0,42
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,42 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,31; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.9,27 .1,20,31.0,55 .1200
=5,4(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N =6(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.6 .0,55.0,31
7,5.1,236 .1,2=110 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là 20.6=0,12(kW)
B) Phòng karaoke :
b.1) Thu thập số liệu:
Phòng karaoke : - Kích thước:
+ Chiều dài: 4,08m
+Chiều rộng: 3,5m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng giải trí
b.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 150 Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Chọn sử dụng hệ thống đèn downlight Led Philips 20W-SMART
DOWNLIGHT quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,55. Phân bố bộ đèn
cách trần h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m.
Xác định độ cao treo đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,08.3,5
2,5(4,08+3,5)=0,75
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,75 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,46; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 150.14,28 .1,20,46.0,55 .1200
=8,46(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N =9(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.9.0,55 .0,46
4,08.3,5 .1,2=159,45 ( lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 3 là 20.9=0,18(kW)
C) Phòng ngủ 5 :
c.1) Thu thập số liệu:
Phòng ngủ 5 : - Kích thước:
+ Chiều dài: 4,39m
+Chiều rộng: 3,32m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng ngủ
c.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Chọn sử dụng hệ thống đèn downlight Led Philips 20W-SMART
DOWNLIGHT quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,55. Phân bố bộ đèn
cách trần h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m.
Xác định độ cao treo đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 4,39.3,32
2,5(4,39+3,32)=0,75
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,75 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,46; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.14,28 .1,20,46.0,55 .1200
=5,76(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N =6(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.6 .0,55.0,46
4,39.3,32 .1,2=104,15 (lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 5 là 20.6=0,12(kW)
D) Phòng thờ :
d.1) Thu thập số liệu:
Phòng thờ : - Kích thước:
+ Chiều dài: 2,83 m
+Chiều rộng: 2,47m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng thờ
d.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 100Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Chọn sử dụng hệ thống đèn downlight Led Philips 20W-SMART
DOWNLIGHT quang thông F = 1200lm, hiệu suất 0,55. Phân bố bộ đèn
cách trần h’=0 (m). Giả thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m.
Xác định độ cao treo đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 2,83.2,47
2,5(2,83+2,47)=0,53
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,53 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,36; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 100.7 .1,20,36.0,55 .1200
=3,53(đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N =4(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.4 .0,55 .0,36
2,83.2,47 .1,2=113,3 ( lx ) Eyc
Vậy thỏa mãn, đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết.
Vậy công suất chiếu sáng của phòng ngủ 5 là 20.4=0,08(kW)
E) Vệ sinh 6 :
E.1) Thu thập số liệu
Kích thước:
+ Chiều dài: 2,93 m
+Chiều rộng: 2,83m
+Chiều cao: 3,3m
Trần màu vàng kem, tường màu vàng , nền màu gạch rực rỡ
-Độ phản xạ:
+ Hệ số phản xạ trần : ρtrần=70 %
+ Hệ số phản xạ tường : ρtường=50 %
+ Hệ số phản xạ sàn :ρ sàn=30 %
- Môi trường không có bụi
- Tính chất làm việc: phòng vệ sinh
E.2) Tính toán
- Độ rọi yêu cầu : Eyc = 200Lux
Chọn hệ chiếu sáng : chung đều.
Chọn sử dụng hệ thống đèn Led downlight D160 Rạng Đông 16W, quang
thông F = 1200lm, hiệu suất 0,7. Phân bố bộ đèn cách trần h’=0 (m). Giả
thiết chiều cao của mặt bằng làm việc là hlv=0,8m. Xác định độ cao treo
đèn:
h=H−h lv=3,3−0,8=2,5 m
- Hệ số không gian :
k kg=a .b
h(a+b)= 2,93.2,83
2,5(2,93+2,83)=0,57
- Từ hệ số phản xạ của trần, tường và sàn tương ứng là 70:50:30. Tra
bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động và kĩ thuật an toàn điện với các hệ số
phản xạ và hệ số không gian kkg=0,57 ta tìm được hệ số lợi dụng
kld=0,37; lấy kdt=1,2;
- Số lượng đèn cần thiết :
N=F∑
Fd
=E yc . S . kđt
k ld . η . Fd
= 200.8,3 .1,20,37.0,7 .1200
=6,4 (đèn)
Vậy chọn số bộ đèn N =6(đèn)
- Kiểm tra độ rọi thực tế :
E=Ed .N . η . k ld
kđt . a . b=1200.6 .0,7.0,37
2,93.2,83 .1,2=187 ( lx ) Eyc
Kết hợp với đèn gương nhà tắm để tăng thêm tính thẩm mĩ ,ta chọn đèn
QWZ805 của Philips có công suất 40W
Vậy công suất chiếu sáng của phòng vệ sinh 6 là 16.6+40=0,136(kW)
F) Vệ sinh karaoke, ô thoáng, cầu thang :
Để chiếu sáng cho phòng vệ sinh karaoke ta lắp 2 đèn Led downlight D160
Rạng Đông 16W
Đối với ô thông thoáng trên tầng 3 ta lắp 4 đèn vườn cao 0,6m bóng
COMPACT 11W kết hợp với 1 đèn ốp tường ngoài nhà bóng COMPACT
11W
Đối với cầu thang (T2-T3) ta chọn đèn gắn tường cầu ngoài nhà bóng
COMPACT công suất 15W
Vậy tổng công suất chiếu sáng sử dụng cho vệ sinh karaoke ,ô thoáng, cầu
thang T2-T3 là: 16.2+11.4+11+15=0,102 (kW)
Thông số kích thước phòng tầng 3
Tên phòng
Chiều
dài
[m]
Chiều
rộng
[m]
Diện
tích
[m2]
Chiều
cao
[m]
Chiều cao
làm việc
[m]
Chiều cao
tính toán
[m]
Hệ số
không
gian
Hệ số
lợi
dụng
Tầng 1
Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57 3,3 3,32 2,5 0,75 0,46
Phòng thờ 2,83 2,74 7,75 3,3 2,74 2,5 0,53 0,36
Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3 3,3 3,5 2,5 0,75 0,46
Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3 3,3 0,8 2,5 0,57 0,37
Hành lang 7,5 1,236 9,27 3,3 0,8 2,5 0,42 0,31
Bảng 2.6: Thông số kích thước các phòng tầng 3
Bảng tính toán số đèn lắp đặt các phòng tầng 3(chưa bao gồm đèn trang trí)
Tên phòng
Quang
thông
[lm]
Độ rọi
yêu
cầu
[lx]
Diện
tích
[m2]
Hệ số
lợi
dụng
Hệ
số
dự
trữ
Số đèn
tính
toán
Số đèn
lắp
đặt
Tầng 1
Phòng ngủ 5 4,39 3,32 14,57 0,46 1,2 5,76 6
Phòng thờ 2,83 2,74 7,75 0,36 1,2 3,53 4
Phòng karaoke 4,08 3,5 14,3 0,46 1,2 8,46 9
Vệ sinh 6 2,93 2,83 8,3 0,37 1,2 6,4 6
Hành lang 7,5 1,236 9,27 0,31 1,2 5,4 6
Bảng 2.7: Số đèn lắp đặt các phòng tầng 2
Tổng công suất chiếu sáng cho tầng 2 đã tính đến đèn trang trí là
Pcst 3=0,12+0,18+0,08+0,12+0,136+0,102=0,738(kW )
Thống kê công suất chiếu sáng của công trình Biệt thự nhà vườn mẫu :
STT Hạng mục Công suất
1 Chiếu sáng tầng 1 1,1
2 Chiếu sáng tầng 2 1,08
3 Chiếu sáng tầng 3 0,738
Tổng 2,918
Bảng 2.8: Công suất chiếu sáng các tầng
Phụ tải chiếu sáng của toàn biệt thự nhà vườn mẫu là:
Pcs=Pcsnt+Pcstn=2,918+0,297=3,215 (kW )
Chiếu sáng trong tòa nhà công trình sử dụng các đèn đã có bù cosφcs
=0,85.
Bản vẽ:
-BV04: Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 1
-BV05: Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 2
-BV06: Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 3
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI CỦA BIỆT THỰ
3.1. Phụ tải động lực.
Phụ tải động lực trong các công trình dân dụng bao gồm phụ tải của các
thiết bị vệ sinh như máy bơm nước. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực
của khu công trình được xác định theo biểu thức sau:
Pđl=knc. đl(Ptm+Pvskt)
Với: Pdl -là công suất tính toán của phụ tải động lực, kW
Ptm∑ -là công suất tính toán của các thang máy
Pvs.kt -là công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật
knc.dl -là hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9.
Do công trình biệt thự nhà vườn không có thang máy và chỉ có bơm để
đáp ứng nhu cầu cấp,thoát nước sinh hoạt nên ta có
Pđl=knc. đl . Pvskt
Mà ta có:
Pvskt=kncvskt∑i=1
n
Pđm . vs
Trong đó:
kncvskt - hệ số nhu cầu của nhóm động cơ vệ sinh kỹ thuật(tra bảng
3.pl).
Pdmvsi công suất định mức của động cơ vskt thứ i.
n - số bơm trong công trình.
Theo đề bài ra ta có bảng số liệu:
Loại trạm bơm Số lượng Công suất(kW)
Bơm cấp nước sinh hoạt 1 0,6
Bơm bể bơi 1 2,8
Tổng cộng 2
Bảng 3.1: Thống kê bơm vệ sinh kĩ thuật
Trong thiết kế thì tổng số thiết bị vệ sinh-kỹ thuật là 2, ứng với 2 nhóm
chức năng như trong bảng trên. Ta tính toán cho các nhóm:
a) Nhóm trạm bơm cấp nước sinh hoạt.
Ta có n1=1 nên hệ số nhu cầu knc.vs1 = 1
Khi đó :
Pvs 1=1.0,6=0,6(kW )
Với cosφ1=0,7.
b) Nhóm bơm bể bơi
Ta có n2=1 nên hệ số nhu cầu knc.vs2=1
Khi đó :
Pvs 2=2,8.1=2,8(kW )
Với cosφ2=0,78
Như vậy công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật là:
Từ bảng 4.pl ta có hệ số nhu cầu vệ sinh của 2 nhóm thiết bị vệ sinh-kỹ
thuật là knc.vs=0,9 Khi đó:
Pvskt=kncvskt∑i=1
2
Pđm . vsi=0,9. (0,6+2,8 )=3,4 (kW )
Từ bảng 9.pl ta có hệ số công suất của các thiết bị động lực là cosφ=0,8
và tgφ=0,75.
Phụ tải động lực được tổng hợp theo công thức sau:
Pdl = kncdl.( Ptm + Pvskt)
Trong đó kncdl là hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, ở đây có một nhóm
phụ tải động lực (do công trình biệt thự không sử dụng thang máy) nên kncdl = 1
Ta có :
Pđ l=Pvskt=3,4 kW ; cosφ=0,8
3.2. Phụ tải sinh hoạt.
Phụ tải sinh hoạt trong các phòng bao gồm phụ tải của các thiết bị máy
móc phục vụ hoạt động của biệt thự được cấp điện thông qua hệ thống ổ cắm
và hệ thống điều hòa không khí. Phụ tải sinh hoạt tính toán của công trình được
xác định theo biểu thức sau:
Psh=knc(Poc+Pđh)
Với: Psh - là công suất tính toán sinh hoạt, kW
Poc - là công suất tính toán của các ổ cắm
Pđh - là công suất tính toán của các điều hòa
knc.dl - là hệ số nhu cầu của phụ tải sinh hoạt, thường lấy bằng 0,9
3.2.1. Hệ thống ổ cắm điện
Biệt thự nhà vườn mẫu là công trình dân dụng. Biệt thự sử dụng chủ yếu
các thiết bị văn phòng như máy tính,tivi,máy fax... với công suất dao động từ
100W đến 800W. Các thiết bị này được cung cấp điện thông qua hệ thống ổ
cắm điện.
Công trình sử dụng hệ thống ổ cắm đôi, vị trí các ổ cắm đôi được bố trí
phù hợp với nhu cầu sử dụng của các phòng trong biệt thự. .Ổ cắm được sử
dụng trong công trình bao gồm các loại: ổ cắm đôi tiếp địa, ổ cắm chống nước
âm tường,ổ cắm ăng ten, ổ cắm điện thoại, ổ cắm Internet. Ổ cắm được phân
bố như trong bản vẽ đi kèm. Để thuận tiện cho việc tính toán, ta lấy công suất
trung bình của một ổ cắm là 300W
Số lượng các ổ cắm và công suất hệ thống ổ cắm từng tầng theo bảng sau:
Số lượng
ổ cắm
Công suất hệ
thống ổ cắm (kW)
Tầng 1 34 10,2
Tầng 2 30 9
Tầng 3 18 5,4
Tổng 24,6
Bảng 3.2: Công suất hệ thống ổ cắm
Công suất hệ thống ổ cắm toàn công trình :
Poc=k nc . Poctt
Với: kdt : Hệ số nhu cầu, knc = 0,8
Poctt : Công suất tính toán hệ thống ổ cắm, Poctt = 24,6 kW
Poc=k nc . Poctt=0,8.24,6=19,68(kW ) cosφsh =0,9.
3.2.2. Hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống điều hoà không khí được thiết kế cho công trình phục vụ cho
nhu cầu và mục đích sử dụng gia chủ. Phòng khách và phòng ăn sử dụng hệ
thống điều hòa âm trần có cửa gió nằm trên trần; phòng ngủ sử dụng điều hòa
điều hòa âm trần có cửa gió nằm trên tường, Hệ thống điều hòa không khí của
công trình được bố trí sơ bộ như sau:
STT Tên phòng Công suất lạnh (BTU/h) Kiều lắp đặt Số lượng
Tầng 1
1 Phòng khách 19800 Âm trần 1
2 Phòng phòng ăn 24600 Âm trần 1
3 Phòng ngủ 2 12600 Âm trần 1
Tầng 2
1 Phòng làm việc 12600 Âm trần 1
2 Phòng ngủ 4 12600 Âm trần 1
3 Phòng ngủ 3 12600 Âm trần 1
Tầng 3
1 Phòng ngủ 6 12600 Âm trần 1
2 Phòng karaoke 12600 Âm trần 1
Bảng 3.3: Bố trí hệ thống điều hòa
Thống kê công suất hệ thống điều hòa:
STT Loại điều hòa Đơn vịSố
lượng
Công suất
điện
(kW/bộ)
Công suất tính
toán
(kW)
1Điều hòa âm trần
24600BTUBộ 1 7,21 7,21
2 Điều hòa âm trần Bộ 1 5 5
19800BTU
3Điều hòa âm trần
12600BTUBộ 6 3,6 21,6
Tổng 33,81
Bảng 3.4: Công suất hệ thống điều hòa
Công suất hệ thống điều hòa toàn công trình :
Với: knc : Hệ số nhu cầu, knc = 0,7
Pdhtt : Công suất tính toán hệ thống điều hòa, Pdhtt = 33,81 kW
Pđh=kncđh . Pđhtt=0,7.33,81=23,67 kW
Hệ thống điều hòa có cosφdh =0,9
3.3. Tổng hợp phụ tải sinh hoạt.
Phụ tải sinh hoạt được tổng hợp theo công thức sau:
Psh=knc(Poc+Pđh)
Trong đó: knc là hệ số nhu cầu của phụ tải sinh hoạt, ở đây có hai nhóm
phụ tải nên kncdl = 0,9 (bảng 4.pl).
Ta có :
Ps h=0,9. (Poc+Pđh )=0,9. (19,68+23,67 )=39,015 kW ;
3.4. Tổng hợp phụ tải
Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia
Hệ số ki được xác định:
; đối với mạng điện hạ áp;
; đối với mạng điện cao áp;
Từ kết quả trên ta có bảng công suất tính toán cho các nhóm phụ tải:
Nhóm phụ tải Phụ tải sinh hoạt Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng
Ptt (kW) 39,015 5,58 3,215
Bảng 3.5: Công suất tính toán các nhóm phụ tải
Với: cosφcs = 0,85
cosφdl = 0,8
cosφsh = 0,9
Ta có :
Công suất tính toán cho phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng:
Pđl .cs=Pđl+¿
Công suất tính toán cho toàn phụ tải là:
Ptt ∑=P sh+[( Pđl .cs
5 )0,04
−0,41] . Pđl .cs=39,015+[( 7,425 )
0,04
−0,41].7,42=43,51 kW
Vậy : Ptt∑ = 43,51 kW
Hệ số công suất trung bình của công trình là:
cosφ tb=∑P i . cosφ i
∑ Pi
=Pđl cosφđl+Pcs cosφcs+P shcosφsh
Pđl+Pcs+Psh
¿ 5,58.0,8+3,215.0,85+39,015.0,95,58+3,215+39,015
=0,885
Công suất toàn phần của công trình là:
Stt=Ptt
cosφ tb
=43,510,885
=49,163(kVA)
Công suất phản kháng của công trình là:
Qtt=√Stt2−Ptt
2=√49,1632−43,512=22,889(kVAr )
Bản vẽ:
-BV07: Mặt bằng điện ổ cắm tầng 1
-BV08: Mặt bằng điện ổ cắm tầng 2
-BV09: Mặt bằng điện ổ cắm tầng 3
-BV10: Mặt bằng điều hòa tầng 1
-BV11: Mặt bằng điều hòa tầng 2
-BV12: Mặt bằng điều hòa tầng 3
-BV13: Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 1
-BV14: Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 2
-BV15: Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 3
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN BIỆT THỰ, LỰA CHỌN
DÂY DẪN ĐẾN CÁC TẦNG.
4.1. Tính toán chọn máy phát dự phòng.
Do yêu cầu đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải trong biệt thự…nên cần
thiết phải có nguồn điện dự phòng. Ta chọn cách dùng máy phát điện để cấp
điện cho phụ tải khi có sự cố mất điện trên lưới. Tổng hợp công suất của phụ
tải trong biệt thự tính toán được như sau:
P, kW cosφ S, kVATổng công suất
biệt thự43,51 0,885 49,163
Bảng 4.1: Tổng công suất của biệt thự nhà vườn.
Công suất của MPĐ được chọn là:
SMPĐ≥ Spt . kđt=49,163.0,8=39,33(kVA)
Lấy hệ số sử dụng đồng thời của các nhóm phụ tải là Kđt=0,8.
Model Động cơ
S(kVA) U(V) Tần số
Số pha
RPM(v/p) Đơn giá(106)
Cummins 4BT
3.9
Diesel 40 380/220 50 3 1500 120
Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của máy phát điện.
4.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Vì đây là mạng hạ áp gần với con người nên vấn đề an toàn được đặt lên
hàng đầu, vì vậy vấn đề chọn dây dẫn làm sao cho lớp cách điện của dây dẫn
không bị biến dạng do nhiệt khi có dòng điện chạy qua vì lẽ đó ta tính chọn
phương pháp lựa chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp.
Chọn dây cáp theo điều kiện dòng phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ
bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây cáp.
Điều kiện lựa chọn:
K . I cpđm ≥ I lv max
Đối với cáp không chôn dưới đất
K1 . K2 . K3 . I cp ≥ I lvmax
Trong đó:
- K1: hệ số ảnh hưởng của cách lắp đặt.
- K2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ đối với môi trường đặt dây cáp
- K3: hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh
- Ilv max: cường độ dòng điện lớn nhất của phụ tải
- Icp: cường độ dòng điện phụ thuộc vào loại cáp và dây dẫn
(các giá trị K lấy theo tiêu chuẩn IEC)
Đối với cáp đi ngầm dưới đất
K4 . K5 . K6 . K7 . I cp ≥ I lv max
Trong đó:
- K4: hệ số ảnh hưởng của cách lắp đặt.
- K5: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ đối với môi trường đặt dây cáp
- K6: hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đi chung trong rãnh
- K7: hệ số ảnh hưởng của đất nơi đặt cáp
- Ilv max: cường độ dòng điện lớn nhất của phụ tải
- Icp: cường độ dòng điện phụ thuộc vào loại cáp và dây dẫn
Để tính toán tiết diện dây dẫn ta phải chọn dây dẫn như sau:
Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng
Chọn dây dẫn từ tủ tổng đến các tầng
Chọn dây dẫn cho các thiết bị bơm
Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng ngoài trời.
4.3. Chọn dây dẫn từ công tơ đến tủ phân phối tổng.
Khoảng cách từ công tơ cho đến tủ phân phối tổng là 40m.
Do biệt thự sử dụng cáp không chôn dưới đất.
Cáp điện dùng để dẫn điện từ công tơ đến tủ tổng là cáp lõi đồng cách
điện XLPE vỏ PVC lấy nguồn 3 pha từ điện lực được chôn trong tường ,tra
bảng phụ lục ta có các giá trị K tương ứng(nhiệt độ 30oC).
Ta có dòng điện lớn nhất của biệt thự là:
I max=S tt ∑
n .√3 .U=49,163√3 .0,4
=71(A )
I cp ≥I max
K1 . K2 . K3
= 711.0,65 .1
=109,2(A)
Vậy ta chọn cáp CU/XLPE/PVC mã chữ E (4x16)mm2 +1x10E mm2 có
Icp = 115 (A) với các thông số sau r0 = 1,25Ω/km, x0 = 0,07Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.
Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:
R∑= R4=1,25
4=0,3125
X∑=X4=0,07
4=0,0175
∆ U ∑=P tt∑ . R+Qtt ∑ .X
U. l=43,51.0,3125+22,89.0,0175
0,4.0,04=1,4 V
Do ∆ U ∑<∆ U cp1=5 % . U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về
chất lượng điện áp.
4.4 Lựa chọn phương án cung cấp điện.
Trong phạm vi chương này ta đề xuất các phương án cấp điện từ nguồn
vào đến các tủ điện tầng ,máy bơm ,chiếu sáng vườn. Mạng điện riêng lẻ của
từng tầng ta thiết kế ở các chương tiếp theo.
Phân bố công suất phụ tải các tầng như sau:
Phụ tảiPcs
(kW)
Poc
(kW)
Pdh
(kW)
Ptt
(kW)Cosφ
Tầng 1 1,1 10,2 15,81 27,11 0,885
Tầng 2 1,08 9 10,8 20,88 0,885
Tầng 3 0,738 5,4 7,2 13,34 0,885
Bảng 4.3: Công suất phụ tải các tầng
Dựa vào phân bố công suất phụ tải các tầng và kiến trúc công trúc công
trình ta đề xuất các phương án cung cấp điện sau:
Phương án đi dây hình tia.
Phương án đi dây phân nhánh.
4.4.1. Phương án đi dây hình tia.
Sơ đồ mạng hình tia cấp đện cho phụ tải biệt thự:
Ưu điểm : độ tin cậy cao tính từ sau thanh cái của tủ điện tổng vì sự cố ở
điểm này thì điểm khác vẫn hoạt động. Được sử dụng trong nhà hoặc
các phân xưởng có các thiết bị phân bố đều trên diện tích sản xuất
nhưng mật độ công suất không lớn lắm. Sơ đồ còn được dùng cho phụ
tải tập trung có công suất tương đối lớn.
Nhược điểm : tốn nhiều dây dẫn, khi dây dẫn chính nối đến các nhóm
khác bị sự cố thì các nhóm khác sẽ mất điện.
4.4.1.2. Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các tầng.
Dây dẫn dùng để cấp điện cho tủ điện tầng dùng loại cáp lõi đồng ,cách
điện PVC,vỏ PVC. Tủ điện tầng được cấp điện từ tủ điện tổng thông qua cáp
luồn trong ống PVC đi ngầm tường.
A_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 1.
Ta có tổng công suất tính toán cho phụ tải tầng 1 là:
St 1=P t 1
cosφ=27,11+0,297+3,4
0,875=35,21(kVA)
Với cosφ là giá trị trung bình của phụ tải tầng 1, chiếu sáng vườn và máy bơm.
Dòng điện lớn nhất của phụ tải tầng 1 là:
I max1=S tt 1
n .√3 .U= 35,21√3 .0,4
=50,82(A)
I cp ≥I max1
K1 . K2 . K3
= 50,821.0,65 .1
=78,18(A)
Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ F (4x10)mm2 có Icp = 80 (A) với
các thông số sau r0 = 2Ω/km, x0 = 0,08Ω/km.
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.
Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:
R1=R4=2
4=0,5
X1=X4=0,08
4=0,02
∆ U 1=Pt 1 . R1+Qt 1 . X1
U. l=27,11.0,5+14,26.0,02
0,4.0,001=0,034 V
Do ∆ U 1<∆ U cp1=5 % .U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về
chất lượng điện áp.
B_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 2.
Ta có tổng công suất tính toán cho phụ tải tầng 2 là:
St 2=P t 2
cosφ=20,88
0,885=23,59(kVA)
Dòng điện lớn nhất của phụ tải tầng 2 là:
I max2=S tt 2
n .√3 .U= 23,59√3 .0,4
=34,05(A)
I cp ≥I max2
K1 . K2 . K3
= 34,051.0,65 .1
=52,4(A )
Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ E (4x10)mm2 có Icp = 60 (A) với
các thông số sau r0 = 2Ω/km, x0 = 0,08Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.
Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:
R2=R4=2
4=0,5
X2=X4=0,08
4=0,02
∆ U 2=Pt 2 . R2+Qt 2 . X2
U. l=20,88.0,5+10,98.0,02
0,4.0,00608=0,162V
Do ∆ U 1<∆ U cp1=2,5 % . U đm=9,5 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về
chất lượng điện áp.
C_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 3.
Ta có tổng công suất tính toán cho phụ tải tầng 3 là:
St 3=Pt 3
cosφ=13,34
0,885=15,07 (kVA)
Dòng điện lớn nhất của phụ tải tầng 3 là:
I max3=S tt 3
n .√3 .U= 15,07√3.0,4
=21,75(A)
I cp ≥I max3
K1 . K2 . K3
= 21,751.0,65 .1
=33,5(A)
Vậy ta chọn cáp CU/PVC/PVC mã chữ A2 (4x6)mm2 có Icp = 36 (A) với
các thông số sau r0 = 3,33Ω/km, x0 = 0,09Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.
Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:
R3=R4=3,33
4=0,8325
X3=X4=0,09
4=0,0225
∆ U 3=P t 3 . R3+Qt 3. X3
U.l=13,34.0,8325+7,018.0,0225
0,4.0,00938=0,264 V
Do ∆ U 1<∆ U cp1=2,5 % . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu về
chất lượng điện áp.
Ta có bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn như sau:
Đường dây L,m ∆Ucp ,V ∆U ,V Loại dây
Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 70 68 PVC E (4x10)
Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 60 52,4 PVC E (4x10)
Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 36 33,5 PVC A2 (4x6)
Bảng 4.4: Tổng hợp chọn cáp và dây dẫn phương án 1
Chọn dây dẫn cho máy phát dự phòng.
Dây dẫn chọn cho máy phát dự phòng ta dùng loại dây cùng với dây từ công tơ
đến tủ phân phối tổng.
4.4.2. Phương án đi dây phân nhánh.
Ưu điểm : Với một tuyến dây nhưng vẫn có thể cấp điện cho nhiều thiết
bị nên giảm được vốn đầu tư
Nhược điểm : Độ tin cậy cung cấp điện không cao, khi có sự cố thì cả
nhóm thiết bị đều không hoạt động được. Bên cạnh đó chi phí vận hành
và sửa chữa rất phức tạp.
4.4.2.1. Chọn dây dẫn từ công tơ đến toàn phụ tải công trình.
Với phương án đi dây phân nhánh điện từ các tầng lấy thẳng qua một
đường dây phía sau công tơ rẽ nhánh qua mỗi tầng. Chiều dài đường dây bằng
khoảng cách từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 3 cộng thêm các nhánh tầng 1 và
tầng 2.
A_ Chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện tầng 1, tầng 2, tầng 3
Do biệt thự sử dụng cáp không chôn dưới đất.
Cáp điện dùng để dẫn điện là cáp lõi đồng cách điện XLPE vỏ PVC lấy
nguồn 3 pha từ điện lực được chôn trong tường ,tra bảng phụ lục ta có các giá
trị K tương ứng(nhiệt độ 30oC).
Ta có dòng điện lớn nhất của biệt thự là:
I max=S tt ∑
n .√3 .U=49,163√3 .0,4
=71(A )
I cp ≥I max
K1 . K2 . K3
= 711.0,65 .1
=109,2(A)
Vậy ta chọn cáp CU/XLPE/PVC mã chữ E (4x16)mm2 +1x10E mm2 có
Icp = 115 (A) với các thông số sau r0 = 1,25Ω/km, x0 = 0,07Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp.
Vì ghép song song 4 dây dẫn nên ta có tổng trở của 4 dây dẫn là:
R∑= R4=1,25
4=0,3125
X∑=X4=0,07
4=0,0175
∆ U ∑=P tt∑ . R+Qtt ∑ .X
U= 43,51.0,3125+22,89.0,0175
0,4.0,04=1,4 V
Do ∆ U ∑<∆ U cp1=5 % . U đm=19 V nên cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu về
chất lượng điện áp.
Ta có bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn như sau:
Đường dây L,m ∆Ucp ,V ∆U ,V Loại dây
Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E
Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E
Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E
Bảng 4.5: Tổng hợp chọn cáp và dây dẫn phương án 2
4.5. So sánh 2 phương án.
τ=(0,124+T max .10−4 ) 2 .8760=(0,124+2920. 10−4 ) 2 .8760=1515,97
Phương án 1:
Vì có 3 trục đường dây trong đó 2 trục 1 và 2 có cùng tiết diện , nên ta
tính sơ bộ tổng chiều dài đường dây như sau:
Đối với dây PVC F (4x10):L1=l1+l2=1+6,08=7,08 m
Đối với dây PVC A2 (4x6):L2=l3=9,38 m
Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án 1 là:
Trên đoạn L1 :
∆ A1=P1
2+Q12
U 2 .r0 . L1 . τ=51,692+27,972
0,42 .0,0141.1515,97=461,46 (kWh)
Trên đoạn L2 :
∆ A2=P2
2+Q22
U 2 .r 0 . L2 . τ=13,342+7,0182
0,42 .0,0312.1515,97=67,165 (kWh)
Chi phí do tổn thất điện năng là:
C1=∆ A .c∆= (461,46+67,165 ) .1500=792938 đồng
Vốn đầu tư của cáp ta tra trong giá cadivi:
V1=21,6.106 đ/km
V2=12,9.106 đ/km
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
a tc=i .(1+i)Th
(1+i)Th−1=0,11
Với Th là tuổi thọ của công trình .Lấy Th=25 năm.
Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh= 3,6%p=atc+kkh=0,146
Chi phí quy đổi theo phương án 1 là:
Z1=p . (V 1 . L1+V 2 . L2 )+C1=832931 đồng
Phương án 2:
Phương án 2 sử dụng 1 đường cáp cấp điện cho tất cả các nhánh phụ tải
nên ta tính sơ bộ tổng chiều dài dây như sau:
Cáp XLPE/PVC (4x16):L=l1+l2+l3=1+6,08+9,38=16,46 m
Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây theo phương án 2 là:
∆ A=P t
2+Q t2
U 2 .r 0 . L . τ=65,0272+34,9922
0,42 .0,0205 .1515,97=1136,7(kWh)
Chi phí do tổn thất điện năng là:C2=∆ A .c∆=1136,7.1500=1705050 đồng
Vốn đầu tư của cáp ta tra trong giá cadivi:
V=151.106 đ/km
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
a tc=i .(1+i)Th
(1+i)Th−1=0,11
Với Th là tuổi thọ của công trình .Lấy Th=25 năm.
Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh= 3,6%p=atc+kkh=0,146
Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:
Z2=p . (V . L )+C1=2067927 đồng
So sánh 2 phương án
Phương án V, 106 đ ∆A, 103
kWh
C, 106 đ Z, 106 đ
1 21,6 - 12,9 0,528 0,793 0,833
2 151 1136,7 1,705 2,068
Bảng 4.6: So sánh chỉ tiêu kinh tế ,kỹ thuật của 2 phương án.
So sánh kết quả tính toán ta thấy phương án 1 đảm bảo yêu cầu về chất
lượng điện ,về kinh tế hơn phương án 2. Giá thành và tổn thất điện năng của
phương án 1 nhỏ hơn nhiều so với phương án 2.Vậy ta chọn phương án 1 làm
phương án tối ưu.
Vậy ta chọn phương án đi dây:
Từ tủ phân phối tổng tới tủ của từng tầng đi dây hình tia . Tủ phân
phối tổng nhận điện từ trạm biến áp vào đến công tơ (do điện lực
cấp) chia thành 3 nhánh đi đến tủ điện của từng tầng.
Từ tủ điện của từng tầng tới thiết bị ta đi dây hình tia đối với máy
lạnh và phân nhánh đối với ổ cắm và chiếu sáng.
Hình 4.1: Sơ đồ cấp điện cho từng tầng riêng biệt
Nhận xét:
Việc xây dựng mạng điện phân phối trong các công trình thường được
thực hiện với các đường trục đứng. Tuy nhiên do biệt thự đang tính toán ít
tầng, thì không cần đến các trục đứng, mà mỗi tầng sẽ được cấp điện bằng một
đường dây riêng đi từ tủ phân phối chính. Nếu tòa nhà lớn thì số lượng và vị trí
lắp đặt các đường trục đứng được lựa chọn phụ thuộc vào số lượng phụ tải, sơ
đồ kiến trúc và các cấu kiện xây dựng.
Công trình Biệt thự nhà vườn mẫu có 3 tầng với công suất mỗi tầng khác
nhau, do đó nhận thầy phương án 1 cấp điện qua mạng hình tia tốn rất nhiều
dây dẫn và phương án 2 cấp điện qua mạng phân nhánh thì độ tin cậy cung cấp
điện không cao. Nên ta kết hợp cả 2 phương án với nhau ,tận dụng ưu điểm và
hạn chế nhược điểm của mỗi phương án để tạo nên phương án thứ 3 là phù hợp
đối với công trình biệt thự nhà vườn mẫu.
Vì phương án 1 là phương án tối ưu nên ta sử dụng kết quả chọn dây dẫn
để tiến hành tính toán các phần tiếp theo.
Ta có bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn như sau:
Đường dây L,m ∆Ucp ,V ∆U ,V Loại dây
Công tơ – Tủ phân phối tổng 40 115 109,2 XLPE (4x16)+1x10E
Tủ phân phối tổng – TĐT1 1 70 68 PVC E (4x10)
Tủ phân phối tổng – TĐT2 6,08 60 52,4 PVC E (4x10)
Tủ phân phối tổng – TĐT3 9,38 36 33,5 PVC A2 (4x6)
Bảng 4.7: Bảng tổng hợp chọn cáp và dây dẫn cho biệt thự.
CHƯƠNG 5:THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẦNG ,CHỌN APTOMAT
BẢO VỆ, TÍNH TOÁN TỔN HAO MẠNG ĐIỆN BIỆT THỰ.
5.1 Thiết kế mạng điện tầng.
Trong phần này ta sẽ tính toán thiết kế chọn dây dẫn cho các thiết bị
trong từng tầng. Vì biệt thự lấy điện 3 pha từ điện lực cấp nên ta tiến hành chia
pha cho mạch chiếu sáng và ổ cắm theo diện tích vùng chiếu sáng của phòng
tương ứng với các pha A,B,C .Đối với điều hòa và bình nóng lạnh sẽ xem xét
đấu vào riêng mỗi pha để cân đối dòng điện giữa các pha.
5.1.1 Thiết kế mạng điện tầng 1.
Chọn dây dẫn cho mạch chiếu sáng.
Ta chia mạch chiếu sáng tầng 1 thành 3 lộ:
Lộ 1: Cung cấp điện cho chiếu sáng vườn và cửa chính.
Lộ 2: Cung cấp điên cho chiếu sáng phòng bếp,ăn ;phòng ngủ 1,
WC1 ;phòng giặt là.
Lộ 3: Cung cấp điện cho phòng khách; phòng ngủ 2 ,WC2 ;kho.
Chọn dây dẫn cho Lộ 1:
I l 1=Slộ 1
U=0,349
220=1,58.10−3(A )
I cp ≥Ilộ 1
K1 . K2 . K3
=1,58. 10−3
1.0,65 .1=2,43. 10−3(A)
Vậy ta chọn dây CU/PVC 2(1x1,5)mm2 với r0 = 13,35 Ω/km ;x0=0,1
Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
∆ U lộ1=Plộ 1 . r0+Qlộ 1. x0
U.l=0,297.13,35+0,184.0,1
0,22.0,0934=1,69 V
Do ∆ U ∑<∆ U cp1=2, 5% . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu
về chất lượng điện áp.
Tính toán tương tự ta có bảng lựa chọn dây dẫn mạch chiếu sáng tầng 1.
Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ
thuật ,Ω/km
Điện áp làm
việc, V
Chiếu sáng lộ
1
CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Chiếu sáng lộ
2
CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Chiếu sáng lộ
3
CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Bảng 5.1: Lựa chọn dây dẫn cho mạch chiếu sáng tầng 1
Chọn dây dẫn cấp điện cho ổ cắm
Ta cũng chia mạch cấp điện cho ổ cắm thành 3 lộ:
S1: Cấp điện cho phòng ăn, phòng ngủ 1, WC1 ,phòng giặt là.
S2: Cấp điện cho bếp.
S3: Cấp điện cho phòng ngủ 2, WC2, phòng khách
Chọn dây dẫn cho Lộ S1:
I ls1=Slộs1
U= 13.0,3
220.0,9=0,0196 (A )
I cp ≥Ilộ 1
K1 . K2 . K3
= 0,01961.0,65 .1
=0,03(A)
Vậy ta chọn dây CU/PVC 2(1x2,5)mm2 với r0 = 8 Ω/km ;x0=0,09 Ω/km
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
∆ U lộ1=Plộs1 . r0+Qlộs1 . x0
U. l=3,9.8+1,89.0,09
0,22.0,0212=3,02V
Do ∆ U ∑<∆ U cp1=2, 5% . U đm=9,5 V nên dây đã chọn thỏa mãn yêu cầu
về chất lượng điện áp.
Tính toán tương tự ta có bảng lựa chọn dây dẫn mạch chiếu sáng tầng 1.
Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ
thuật ,Ω/km
Điện áp làm
việc, V
Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 3 CU/PVC 2(1x2,5) 8 0,09 220
Bảng 5.2: Lựa chọn dây dẫn cho mạch ổ cắm tầng 1
Tính toán tương tự như các phần trên ta có bảng chọn dây dẫn cho
các thiết bị tầng 1
Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ
thuật ,Ω/km
Điện áp
làm việc, V
Chiếu sáng lộ 1 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Chiếu sáng lộ 2 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Chiếu sáng lộ 3 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 3 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Bếp điện CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220
Bình nóng lạnh 1 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 5 0,09 220
Bình nóng lạnh 2 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 5 0,09 220
Dàn lạnh ĐH 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Dàn lạnh ĐH2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Dàn lạnh ĐH 3 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Dàn nóng ĐH CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220
Bơm sinh hoạt CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 1 0,09 220
Bơm bể bơi CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 1 0,09 220
Bảng 5.3: Lựa chọn dây dẫn cho tầng 1
5.1.2 Thiết kế mạng điện tầng 2.
Tính toán tương tự như tầng 1 ta có bảng
Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ
thuật ,Ω/km
Điện áp
làm việc,
V
Chiếu sáng lộ 1 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Bình nóng lạnh 1 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 8 0,09 220
Bình nóng lạnh 2 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 8 0,09 220
Bình nóng lạnh 3 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 8 0,09 220
Dàn lạnh điều
hòa 1
CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220
Dàn lạnh điều
hòa 2
CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220
Dàn lạnh điều
hòa 3
CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220
Dàn nóng điều
hòa
CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220
Bảng 5.4: Lựa chọn dây dẫn cho tầng 2
5.1.3 Thiết kế mạng điện tầng 3.
Tính toán tương tự như tầng 1 ta có bảng
Đường dây Loại dây ,mm2 Thông số kỹ
thuật ,Ω/km
Điện áp
làm việc, V
Chiếu sáng lộ 1 CU/PVC 2(1x1,5) 13,35 0,1 220
Ổ cắm lộ 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Ổ cắm lộ 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 8 0,09 220
Bình nóng lạnh 1 CU/PVC 2(1x4) +2,5E 8 0,09 220
Dàn lạnh điều hòa 1 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220
Dàn lạnh điều hòa 2 CU/PVC 2(1x2,5)+2,5E 5 0,09 220
Dàn nóng điều hòa CU/PVC 2(1x6)+6E 3,33 0,09 220
Bảng 5.5: Lựa chọn dây dẫn cho tầng 3
5.2 Tính toán ngắn mạch.
Hình 5.1: Các điểm ngắn mạch cần tính
Các điểm ngắn mạch gồm có :
N1: Tại tủ phân phối tổng
N2: Tại TĐT 1
N3: Tại TĐT 2
N4: Tại TĐT 3
Tính toán ngắn mạch tại điểm N1
Coi hệ thống có công suất vô cùng lớn XHT = 0, bỏ qua điện trở các thiết
bị phụ.
Chọn Ucb = 380V
Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 ta có sơ đồ thay thế:
Điện trở dây dẫn Zd:
Rd=r0 . l=1,25.0,04=0,05 Ω
X d=x0 .l=0,07.0,04=2,8.10−3Ω
Sử dụng công thức 6.5.5 – trang 212 – Hệ thống cung cấp điện – Trần
Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội để tính tổng trở ngắn
mạch:
Zk1=√(6 R¿¿d )2+(7 X ¿¿d)2=√0,32+(0,0196)2=0,3¿¿
Sử dụng công thức 6.5.6 – trang 212 – Hệ thống cung cấp điện – Trần
Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội để tính giá trị dòng
ngắn mạch:
I k 1=3.0,95 .0,38
0,3=3,61(kA)
Do X/R < 1 => Kxk = 1,03.
ixk=1,03.√2 . ik1=5,26(kA )
Tính toán tương tự với các điểm còn lại ta có bảng tính toán ngắn mạch:
Điểm
ngắn
mạch
Chiều
dài
(km)
R0
(Ω/km)
X0
(Ω/km)
Rd (Ω) Xd
(Ω)
.10-3
Zk
(Ω)
Ik
(kA)
Ixk
(kA)
N1 0,04 1,25 0,07 0,05 2,8 0,3 3,1 5,26
N2 0,001 2 0,08 0,002 0,08 0,012 32,16 46,4
N3 0,0061 2 0,08 0,0122 0,49 0,073 14,83 21,4
N4 0,0093 3,33 0,09 0,031 0,84 0,186 5,82 8,5
Bảng 5.6 : Bảng tính toán ngắn mạch
5.3 Chọn aptomat.
Aptomat được chọn theo ba điều kiện sau:
UdmA ≥ Udm
IdmA ≥ Itt
IcdmA ≥ IN
Dự định bố chí các aptomat bảo vệ cho các mạch:
Aptomat A0 cho tủ phân phối tổng
Aptomat A1 cho tủ điện tầng 1
Aptomat A2 cho tủ điện tầng 2
Aptomat A3 cho tủ điện tầng 3
Aptomat A4 – A17 cho các mạch của tầng 1
Aptomat A18 – A28 cho các mạch của tầng 2
Aptomat A29 – A36 cho các mạch của tầng 3
a) Bảo vệ cho tủ phân phối tổng (A0):
Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ công
tơ đến tủ phân phối tổng ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên mỗi
lộ là:
Itt = 71 A
Dòng điện ngắn mạch ba pha là: Ik1(3)=3,1 kA.
Chọn aptomat MCB 3P CHINT DZ158 có dòng định mức In=100A;
IcdmA=6kA; Un=380V
b) Bảo vệ cho tủ điện tầng 1 (A1):
Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ tủ
điện tổng đến tủ điện tầng 1 ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên
mỗi lộ là:
Itt = 50,82 A
Dòng điện ngắn mạch ba pha là: Ik1(3)=32,16 kA.
Chọn aptomat MCCB 3P Mitsubishi có dòng định mức In=60A;
IcdmA=40kA; Un=380V
c) Bảo vệ cho tủ điện tầng 2 (A2):
Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ tủ
điện tổng đến tủ điện tầng 1 ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên
mỗi lộ là:
Itt = 34,05 A
Dòng điện ngắn mạch ba pha là: Ik2(3)=14,83 kA.
Chọn aptomat MCB 3P Schneider IC60L có dòng định mức In=40A;
IcdmA=15kA; Un=380V
d) Bảo vệ cho tủ điện tầng 3 (A3):
Căn cứ vào dòng làm việc lớn nhất đã xác định khi chọn dây cáp từ tủ
điện tổng đến tủ điện tầng 1 ở trên, ta có một lộ đường dây và dòng điện trên
mỗi lộ là:
Itt = 21,75 A
Dòng điện ngắn mạch ba pha là: Ik3(3)=5,82 kA.
Chọn aptomat MCB 3P DOM11398 có dòng định mức In=32A;
IcdmA=6kA; Un=380V
e) Bảo vệ cho các mạch của tầng 1 (A4-A17):
Vì các mạch điện trong tầng 1 sử dụng nguồn 1 pha với dòng Itt khá nhỏ
nên ta chọn các MCB cho mạch theo bảng sau:
Mạch P, kW cosφ Itt ,A ,.10-3 Loại MCB
Chiếu sáng lộ 1 0,297 0,85 1,59 MCB-1P-16A-4,5KA
Chiếu sáng lộ 2 0,612 0,85 3,27 MCB-1P-16A-4,5KA
Chiếu sáng lộ 3 0,488 0,85 2,61 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 1 3,9 0,9 19,6 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 2 1,8 0,9 9,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 3 5,4 0,9 27,2 MCB-1P-16A-4,5KA
Bếp điện 2 0,9 10,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Bình nóng lạnh 1 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Bình nóng lạnh 2 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Dàn lạnh ĐH 1 5 0,9 25,2 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn lạnh ĐH 2 7,21 0,9 36,4 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn lạnh ĐH 3 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn nóng
ĐH(4HP)
12,8 0,9 64,6 MCB-1P-32A-4,5KA
Bảng 5.7: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 1
f) Bảo vệ cho các mạch của tầng 2 (A18-A28):
Tính toán tương tự như với tầng 1 ta có bảng:
Mạch P, kW cosφ Itt ,A ,.10-3 Loại MCB
Chiếu sáng lộ 1 1,08 0,85 5,77 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 1 5,1 0,9 25,7 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 2 4,8 0,9 24,2 MCB-1P-16A-4,5KA
Bình nóng lạnh 1 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Bình nóng lạnh 2 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Bình nóng lạnh 3 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Dàn lạnh điều hòa 1 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn lạnh điều hòa 2 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn lạnh điều hòa 3 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn nóng điều
hòa(5HP)
16 0,9 80,8 MCB-1P-32A-4,5KA
Bảng 5.8: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 2
g) Bảo vệ cho các mạch của tầng 3 (A29-A36):
Tính toán tương tự như với tầng 1 ta có bảng:
Mạch P, kW cosφ Itt ,A ,.10-3 Loại MCB
Chiếu sáng lộ 1 0,738 0,85 3,95 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 1 2,1 0,9 10,6 MCB-1P-16A-4,5KA
Ổ cắm lộ 2 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Bình nóng lạnh 1 5 0,9 25,2 RCBO-2P-20A-
30MA
Dàn lạnh điều hòa 1 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn lạnh điều hòa 2 3,6 0,9 18,1 MCB-1P-16A-4,5KA
Dàn nóng điều hòa 12,8 0,9 64,6 MCB-1P-32A-4,5KA
Bảng 5.9: Bảng chọn Aptomat cho mạch tầng 3.
5.4 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ.
Ta sẽ kiểm tra chế độ khởi động của 2 máy bơm đặt tại kho tầng 1:Pmáy bơm=3,4 kW
Độ lệch điện áp khi khởi động động cơ được xác định theo biểu thức
∆ U kđ=Zd
Zd+Zdc
.100
Với dây đến máy bơm là dây CU/PVC 2,5mm2 + 2,5E mm2
Rd1 = 8.0,002 = 0,016Ω ;Xd2 = 0,09.0,002 = 1,8.10-4 Ω
Rd2 = 8.0,001 = 0,008Ω ;Xd2 = 0,09.0,001 = 9.10-5 Ω
Dòng điện định mức của máy bơm:
I đmbơm=P
U . cosφ= 3,4
220.0,8=0,019 A
Tổng trở của động cơ lúc mở máy:
Zđc=Xđc=U
I mb . K mm
= 2200,019.4,5
=2573,1 Ω
Zd=√[6.(0,016+0,008)]2+ [7. (1,8.10−4+9. 10−5)]2=0,144 Ω
Zd+Zdc=√[6.(0,016+0,008)]2+ [7. (1,8.10−4+9. 10−5+2573,1)]2=18011,7Ω
∆ U kd=Zd
Zd+Zdc
.100= 0,14418011,7
.100=0,0008 %<40 %
Vậy chế độ khởi động là ổn định.
5.5 Xác định tổn hao trên đường dây hạ áp.
Việc tính toán chế độ mạng điện sẽ giúp xác định xem mạng điện trong
biệt thự có làm việc ổn định hay không, các giá trị tổn thất điên áp ,tổn thất
công suất và tổn thất điện năng có nằm trong giá trị cho phép hay không.
Hao tổn điện áp được xác định theo công thức
∆ U=P . r0+Q . x0
U.L(V )
Tổn thất điện năng được xác định theo công thức
∆ A=S2 . r0 . L. τ
U 2 (kWh )
Tổn thất công suất được xác định theo công thức
∆ P=S2 . r0 . L
U 2 (kW )
Kết quả tính toán được ghi trong bảng :
Đường dây P,kW Q,kVAr S,kVA L,km I,A,.10-3 Ftc,mm2 ∆U,V ∆A,kWh ∆P,kW Đánh giá
TĐT-TĐ1 30,8 17,06 35,21 0,001 50820 100,286 77,7 0,051
Đạt
TĐT-TĐ2 20,88 10,97 23,59 0,00608 34050 101,178 212 0,14
Đạt
TĐT-TĐ3 13,34 7,01 15,07 0,0094 21750 61,925 222,7 0,147
Đạt
TĐ 1 – cs1 0,297 0,184 0,35 0,0934 1,59 1,51,689 4,8 0,003
Đạt
TĐ 1 – cs2 0,612 0,379 0,72 0,03827 3,27 1,51,426 8,3 0,005
Đạt
TĐ 1 – cs3 0,488 0,302 0,574 0,04616 2,61 1,51,371 6,3 0,004
Đạt
TĐ 1 – oc1 3,9 1,889 4,33 0,0246 19,6 2,53,508 115,6 0,076
Đạt
TĐ 1 – oc2 1,8 0,872 2 0,01412 9,1 2,50,929 14,2 0,009
Đạt
TĐ 1 – oc3 5,4 2,615 6 0,02645 27,2 2,55,222 238,6 0,157
Đạt
TĐ 1 – BNL(*) 5 2,42 5,55 0,01193 25,2 41,367 57,5 0,038
Đạt
TĐ 1 – Bếp 2 0,968 2,22 0,00669 10,1 60,205 3,4 0,002
Đạt
TĐ 1 – ĐH (*) 7,21 3,49 8,01 0,01063 36,4 2,52,802 170,9 0,113
Đạt
TĐ 2 – cs1 1,08 0,669 1,27 0,08623 5,77 1,55,669 58,1 0,038
Đạt
TĐ 2 – oc1 5,1 2,47 5,66 0,0361 25,7 2,56,731 289,8 0,191
Đạt
TĐ 2 – oc2 4,8 2,32 5,33 0,0291 24,2 2,55,107 207,1 0,137
Đạt
TĐ 2 – BNL 5 2,42 5,55 0,01188 25,2 41,362 57,3 0,038
Đạt
TĐ 2 – ĐH (*) 3,6 1,74 4 0,0121 18,1 2,51,593 48,5 0,032
Đạt
TĐ 3 – cs1 0,738 0,457 0,868 0,0536 3,95 1,52,408 16,9 0,011
Đạt
TĐ 3 – oc1 2,1 1,02 2,33 0,0106 10,6 2,50,814 14,4 0,01
Đạt
TĐ 3 – oc2 3,6 1,743 4 0,0278 18,1 2,53,659 111,5 0,074
Đạt
TĐ 3 – BNL 5 2,42 5,55 0,0079 25,2 40,906 38,1 0,025
Đạt
TĐ 3 – ĐH (*) 3,6 1,74 4 0,0097 18,1 2,5 1,277 38,9 0,026 Đạt
Bảng 5.10: Bảng kết quả tổn hao trên đường dây cho biệt thự
(*) Đối với phòng có 2 hay nhiều điều hòa và bình nóng lạnh, ta tính toán cho điều hòa và bình nóng lạnh có vị trí ở
xa tủ điện tầng nhất.
Bản vẽ:
-BV16: Sơ đồ nguyên lý cấp điện công trình
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO BIỆT THỰ.
6.1 Tổng quan về hệ thống chống sét.
Sét là hiện tượng phóng điện trong không khí giữa đám mây với đất hoặc
giữa các đám mây mang điện tích trái dấu.
Điện áp giữa mây giông và đất có thể đạt tới hàng ngàn thậm chí là hàng
triệu volt. Vì vậy dòng sét cũng sẽ rất lớn, khoảng vài chục hoặc lên tới hàng trăm
kA.
Nước ta nằm trong vùng có tỷ lệ sét đánh rất lớn. vì vậy bảo vệ chống sét là
vấn đề đáng quan tâm và phải được giải quyết tốt nhằm bảo vệ tài sản và tính
mạng người dân.
6.2. Xây dựng hệ thống chống sét
Hệ thống bảo vệ tòa nhà: Thiết bị bắt sét: kim thu sét ,dây thu sét....
Thiết bị bắt sét: kim thu sét ,dây thu sét....
Dây dẫn được thiết kế để truyền sét xuống đất;
Hệ thống tiếp địa kết nối với nhau;
Liên kết giữa tất cả các khung kim loại với điểm tiếp đất
Dây dẫn được thiết kế để truyền sét xuống đất;
Hệ thống tiếp địa kết nối với nhau;
Liên kết giữa tất cả các khung kim loại với điểm tiếp đất.
Ta sử dụng hệ thống chống sét dùng cột thu lôi
Các cột thu lôi được đặt ở trên đỉnh mái tòa nhà và được nối đất theo dây dẫn.
Hệ thống bảo vệ các thiết bị điện:
Mục đích của hệ thống bảo vệ các thiết bị điện là giới hạn quá áp đến giá trị có thể
chấp nhận cho các thiết bị điện.
Hệ thống bảo vệ thiết bị điện bao gồm:
Một hoặc nhiều SPDs tùy thuộc vào cấu hình xây dựng
Liên kết đẳng thế : lưới kim loại của bộ phận tiếp đất.
Thiết bị SPD được thiết kế để hạn chế xung quá áp có nguồn gốc từ khí
quyển và chuyển hướng các sóng xung xuống đất để hạn chế xung quá áp xuống
giá trị không còn nguy hại cho các thiết bị điện, thiết bị chuyển mạch, thiết bị điều
khiển.
Thiết lập hệ thống bảo vệ hệ thống điện của biệt thự là như sau:
Cài đặt dây dẫn liên kết theo một khung lưới
Cài đặt 1 SPD đường vào tủ điện tổng
Cài đặt một SPD bổ sung trong mỗi tủ phân phối tầng nằm trong vùng lân
cận của thiết bị nhạy cảm.
Ta sẽ thiết kế hệ thống chống sét sử dụng cột thu lôi
Chọn 3 kim thu sét tiết diện 10 mm2 đặt thẳng hàng trên đỉnh mái .Chiều cao mỗi
kim là 0,6m.
Dây thu thu sét mạ đồng tiết diện 10 mm2
Dây nối đất thép dẹt 40x4 mm2.
Cọc tiếp địa L63x63x5 dài 2,4m đóng trôn sâu cách đất 0,6m và cách nhau 3m
Đường kính vòng tròn ngoại tiếp hình thành từ các kim là 14m .
Để công trình được bảo vệ: 14<8.(h-11,5)
H>13,25 m.
Vậy mỗi kim thu sét dài tối thiểu 1,8m.
6.3. Tính toán nối đất chống sét
Nối đất chống sét nhằm tản dòng điện sét trong đất (khi có sét đánh vào kim
chống sét) để giữ cho điện thế tại mọi điểm trên kim không quá lớn... do đó hạn
chế được phóng điện ngược tới công trình cần bảo vệ. Hệ thống nối đất chống sét
có điện trở nối đất Rnd 10Ω.
Sử dụng hệ thống tiếp địa gồm cọc tiếp đất là cọc thép mạ đồng chữ
L63x63x5, cọc dài 2,4m, độ chôn sâu cọc to=0,6m. Khoảng cách giữa hai cọc gần
nhau là 3m, dây nối các cọc tiếp đất là thanh thép dẹt 40x4 mm2.
Theo số liệu địa chất ta có thể lấy điện trở xuất của đất tại khu vực xây dựng
biệt thự là ρđat= 150 (Ω/m).
Điện trở tản của một cọc :
Trong đó:
l - là chiều dài cọc
d- đường kính cọc, d=0,01(m)
kcm - hệ số mùa của cọc, tra bảng 2.1 sách Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ
thuật điện cao áp của tác giả Nguyễn Minh Chước ta có kcm=2.
t=h+ L2=0,6+ 3
2=2,1 m
Rlc=150.22 π 3 ( ln 2.2,4
0,01+ 1
2ln
4.2,1+2,44.2,1−2,4 )=49,13 Ω
Điện trở nối đất của dây là
Rd=1502 π 3
ln32
0,6.40 . 10−3=47,16
Điện trở tương đương của 1 cọc là :
Rtd=47,16.49,13
47,16+49,13=24,06 Ω
Gọi n là số cọc tiếp địa cần đóng:
24,06n
<10
Vậy bãi tiếp địa cần đóng 3 cọc để đảm bảo yêu cầu.
Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng chống sét.
Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng tiếp địa chống sét.
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT.
Điện trở nối đất cho phép đối với công trình là R tđ = 4Ω, điện trở suất của
vùng đất đo trong điều kiện độ ẩm trung bình là ρ0= 150Ω/m. Do không có hệ
thống tiếp địa tự nhiên nên điện trở của hệ thống tiếp địa nhân tạo là: Rnt = Rtđ = 4
Ω. Chọn cọc tiếp địa bằng thép tròn dài l = 2,4m đường kính d = 16mm đóng sâu
cách mặt đất h = 0,8m.Các cọc chon cách nhau 4m và được nối với nhau bằng các
thanh đồ D50. Điện trở suất của đất biến đổi trong phạm vi rộng. Trị số mùa mưa
và mùa khô khác nhau nên ta phải tính đến hiệu chỉnh theo mùa. Tra bảng 2-1
hướng dẫn thiết kế tôt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của tác giả Nguyễn Minh
Chước, với nối đất an toàn và làm việc ta có:
Hệ số mùa của cọc 2 ÷3m, chôn sâu 0,5÷0,8m: kmuaC =1,2÷2,0 (lấy 1,2)
Hệ số mùa thanh khi đặt ngang sâu 0,8m: kmuaT = 1,5÷7 (lấy 1,6)
Chiều sâu trung bình của cọc: htb = h+ = 200cm;
Điện trở tiếp xúc của cọc tiếp địa được xác định theo biểu thức:
Rcoc=k coc . ρ0
2. π . l (ln 2ld+ 1
2ln
4.htb+l
4.h tb−l )= 2.1502.π .2,4 ( ln 2.2,4
0,016+ 1
2ln
4.2+2,44.2−2,4 )=43,22 Ω
Sơ bộ chọn số lượng cọc là:
n=Rcoc
Rnt
=43,224
=10,8
Ta chọn n = 11 cọc
Số cọc cần thiết là :
n=Rcoc
ηc . Rd
=43,220,6.4
=18,003
Với Rcọc- Điện trở nối đất của 1 cọc, Ω.
Rd- Điện trở nối đất của thiết bị nối đất theo quy định,Ω.
Xác định điện trở của thanh nối:
Rt=ρd . km
t
2. π . Lln
k . L2
h . d
Với L là chiều dài thanh.
D đường kính cọc = 0,05m
K hệ số hình dáng ,k=1
Rt=150.1,62π .18 .4
ln72 2
0,8.0,05=3,97 Ω
Rt'=
R t
ηt
=3,970,85
=4,67 Ω
Tra bảng ta có hệ số sử dụng của thanh ηt = 0,85
Xác định điện trở của hệ thống nối đất
Điện trở của toàn bộ số cọc:
Rc=4.Rt
'
Rt'−4
= 4.4,674,67−4
=27,88 Ω
Số cọc thực tế cần phải đóng
n=R1 c
nc . Rc
= 43,220,6.27,614
=2,583
Vậy ta chọn số cọc thực tế là N=3 cọc.
Kiểm tra lại:
Rht=R1 c . Rt
R1 c . nt . n−R t . nc
= 43,22.4,6743,22.0,85.3−4,67.0,6
=1,879Ω<Ryc=4Ω
Hệ thống nối đất đạt yêu cầu.
Bản vẽ 00: Bản vẽ mặt bằng tiếp địa.
CHƯƠNG 8: HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH
Bảng 8.1: Liệt kê các thiết bị chính và hạch toán giá thành
TT Tên thiết bị Quy cáchĐơn
vị
Số
lượng
Đơn giá
(106VND)
V
(106VND)
1 Máy phát điện Cummins 4BT 3.9 Cái 1 120 120
2 Vỏ tủ điện Cái 4 1 4
3 Công tơ – Tủ tổngCU/XLPE/PVC
4x16 mm2m 40 0,1668 6,672
4 Tủ tổng – TĐ 1CU/PVC/PVC
4x10mm2m 1 0,0864 0,086
5 Tủ tổng – TĐ 2CU/PVC/PVC
4x10mm2m 6,08 0,0864 0,525
6 Tủ tổng – TĐ 3CU/PVC/PVC
4x6mm2m 9,38 0,0657 0,616
7 Bơm sinh hoạtCU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 1 0,012 0,012
8 Bơm bể bơiCU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 1 0,012 0,012
9 TĐ 1 – cs1CU/PVC/PVC
2(1x1,5) mm2m 93,4 0,0075 0,701
10 TĐ 1 – cs2CU/PVC/PVC
2(1x1,5) mm2m 38,27 0,0075 0,287
11 TĐ 1 – cs3CU/PVC/PVC
2(1x1,5) mm2m 46,16 0,0075 0,346
12 TĐ 1 – oc1CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 24,6 0,0101 0,248
13 TĐ 1 – oc2CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 14,12 0,0101 0,143
14 TĐ 1 – oc3CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 26,45 0,0101 0,267
15 TĐ 1 – BNL(*)CU/PVC/PVC
2(1x4) mm2m 11,93 0,0186 0,222
16 TĐ 1 – BếpCU/PVC/PVC
2(1x4) mm2m 6,69 0,0186 0,124
17 TĐ 1 – ĐH (*)CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 10,63 0,0101 0,107
18 TĐ 2 – cs1CU/PVC/PVC
2(1x1,5) mm2m 86,23 0,0075 0,647
19 TĐ 2 – oc1CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 36,1 0,0101 0,365
20 TĐ 2 – oc2CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 29,1 0,0101 0,294
21 TĐ 2 – BNLCU/PVC/PVC
2(1x4) mm2m 11,88 0,0186 0,221
22 TĐ 2 – ĐH (*)CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 12,1 0,0101 0,122
23 TĐ 3 – cs1CU/PVC/PVC
2(1x1,5) mm2m 53,6 0,0075 0,402
24 TĐ 3 – oc1CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 10,6 0,0101 0,107
25 TĐ 3 – oc2CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 27,8 0,0101 0,281
26 TĐ 3 – BNL CU/PVC/PVC m 7,9 0,0186 0,147
2(1x4) mm2
27 TĐ 3 – ĐH (*)CU/PVC/PVC
2(1x2,5) mm2m 9,7 0,0101 0,098
28 Apt. TổngApt MCB 3P
CHINT DZ158Cái 1 0,24 0,24
29 Apt TĐ T1MCCB 3P
MitsubishiCái 1 1,1 1,1
30 Apt TĐ T2MCB 3P Schneider
IC60LCái 1 1,46 1,46
31 Apt TĐ T3MCB 3P
DOM11398Cái 1 0,693 0,693
32 Apt phụ tải tầng
MCB-1P-16A-
4,5KACái 24 0,053 1,272
RCBO-2P-20A-
30MACái 6 0,2 1,2
33 Kim chống sét Cái 1 0,22 0,22
34 Cọc tiếp địa sét Cái 3 0,41 1,23
35Cọc tiếp địa tủ
tổngCái 3 0,39 1,17
36Thanh dẫn tiếp địa
sétM 6 0,21 1,26
37Thanh dẫn tiếp địa
tủ tổngm 8 0,078 0,624
Tổng 147,521
Tổng giá thành công trình là :∑V =147,521.106 VNĐ
Tổng giá thành có tính đến công lắp đặt :
V ∑=k ld .∑V =1,1.147,521=162,273. 106VNĐ
Giá thành một đơn vị công suất đặt :
gd=V ∑
Sd
=162,27349,163
.106=3,3.106VNĐ
Chi phí vận hành hàng năm:
C vh=k0∧M .V ∑=0,02.162,273 .106=3,245. 106 VNĐ
(các giá trị k0&M và kkh lấy theo bảng 5.pl – Bài tập cung cấp điện).
PHẦN 2: CHUYÊN ĐỀ
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP HẠ ÁP 22/0,4KV CẤP ĐIỆN CHO CÔNG
TRÌNH BIỆT THỰ NHÀ VƯỜN
Thiết kế trạm biến áp là nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cung cấp điện,
bởi nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng và
khả năng phát triển của phụ tải. Ngoài ra nó càn liên quan trực tiếp đến vốn đầu tư,
chi phí đầu tư và vận hành của cả lưới điện khu vực. Trong phạm vi phần này ta sẽ
thiết kế máy biến áp cung cấp điện cho công trình biệt thự nhà vườn và 7 biệt thự
khác nằm quanh nó.
Nội dung thiết kế trạm biến áp.
1. Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp.
2. Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp.
3. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn.
4. Tính toán nối đất cho trạm biến áp.
Các số liệu trạm biến áp cần thiết kế.
1. Công suất định mức: Sđm = 400KVA.
2. Điện áp định mức: 22/0,4kV.
3. Điện trở suất của đất: = 0,4.104cm.
4. Công suất ngắn mạch: SN = 400MVA.
Phương án dự kiến.
Với công suất của trạm đã cho dự kiến lắp đặt TBA kiểu treo. Là kiểu toàn
bộ các thiết bị điện cao áp và hạ áp cùng MBA của trạm được đặt trên hai cột. Đối
với tủ phân phối hạ thế có thể thiết kế trên giàn trạm hoặc hay thiết kế trong buồng
phân phối dưới đất tùy theo điều kiện thực tế.
- Sử dụng một máy biến áp 22/0,4kV.
- Phía cao áp lắp đặt một bộ cầu chì ngoài trời tự rơi để bảo vệ MBA khi ngắn mạch
và một bộ chống sét để chống sét lan truyền từ đường dây.
- Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ thế. Trong đó có các aptomat tổng (AT), aptomat
nhánh (AN) và 3 đồng hồ ampe đo cường độ dòng của toàn trạm. một đồng hồ
vôn, kèm một chỉnh mạch để kiểm tra điện áp pha. Một công tơ vô công 3 pha và
một công tơ hữu công 3 pha để đo công suất tiêu thụ toàn trạm. Một bộ máy biến
dòng TI.
CHƯƠNG 1
CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP
1.1. Chọn máy biến áp:
Công suất máy biến áp được chọn phải thỏa mãn :
SBđm≥ S pt .tt=49,163.8=393,3 kW
Vậy chọn máy biến áp loại ABB 400 – 22/0,4 kV có thông số kĩ thuật như
sau:
LoạiSdm
(kVA)
UC
(kV)
UH
(kV)
P0
(kW)
PN
(kW)UN% I0% Tổ đấu dây
ABB 400 22 0,4 0,84 5,75 4 6,0 Y/Yo-12
Bảng 1.1: Thông số MBA trạm treo.
1.2. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp:
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý trạm treo 315kVA-22/0,4kV
STT Tên thiết bị1 Cầu dao phụ tải2 Chống sét van cao áp3 Cầu chì tự rơi4 Máy biến áp5 Hệ thống tiếp địa MBA6 Cáp tổng7 Hệ thống đo đếm8 Tủ hạ áp9 Aptomat tổng AT10 Aptomat nhánh11 Thanh cái12 Chống sét van hạ áp
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA TRẠM BIẾN ÁP
2.1. Lựa chọn các thiết bị điện cao áp
Các thiết bị cao áp được chọn theo các điều kiện sau :
Dòng điện cưỡng bức phía cao áp của MBA xác định theo điều kiện quá tải
bình thường của MBA với hệ số quá tải kqt=1,3 là :
I lvcb=kqt . SdmB
√3.U dmC
=1,3.40022.√3
=13,646 A
Với dòng điện nhỏ,chiều dài đường dây từ trạm đến phụ tải không dài nên
chọn tiết diện theo điều kiện nào cũng nhỏ.
a) Chọn cầu dao phụ tải
Công dụng :
Dùng để cách ly và đóng cắt dòng điện phụ tải
Điều kiện chọn :
U dmCL ≥ U luoi=22 kV
I dmCL ≥ I CB=13,646 A
Tra theo bảng 2.29 sổ tay tra cứu thiết bị điện.
Chọn cầu dao phụ tải do ABB chế tạo có thông số sau :
LoạiUdm
(kV)
Idm
(A)
IN (kA)INcat
(kA)1
s3s
NPS 24 B1-
K4J224 400
1
610 40
Bảng 2.1: Thông số cầu dao phụ tải
b) Chọn chống sét van.
Công dụng: Dùng để bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây trên không
truyền vào trạm biến áp.
Điều kiện chọn:
Trạm cung cấp điện từ đường dây trên không nên phải đặt chống sét van ở
đầu vào của trạm.
Tra bảng 8.2 sổ tay tra cứu thiết bị điện.
Ta sẽ chọn chống sét van do SIEMENS chế tạo có thông số sau :
Loại Vật liệu Udm (kV) IPđm (kA) Vật liệu vỏ
3EG4 Cacbua silic (SiC) 24 5 Sứ
Bảng 2.2: Thông số chống sét van
c) Chọn cầu chị tự rơi.
Công dụng: Là thiết bị điện dùng để đóng cắt khi không tải cho TBA và làm
nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải.
Điều kiện chọn :
U dmCL ≥ U luoi=22 kV
I dmCL ≥ I CB=13,646 A
Tra cứu sổ tay tra cứu thiết bị điện :
Ta sẽ chọn cầu chì tự rơi do SIEMNS chế tạo có thông số sau :
Loại cầu
chì
Uđm
(k
V)
I
đm
(
A
)
IN
cắt
(k
A)
Khối
lượng
(kg)
3GD1
403-4B24
1
640 3,8
Bảng 2.3: Thông số cầu chì tự rơi
d) Chọn sứ cao áp.
Công dụng: Cách điện dây dẫn với các tầng xà.
Điều kiện chọn:
Sứ đặt ngoài trời:
Kiểm tra ổn định động:
Trong đó :
Fph : lực phá hoại cho phép của sứ.
F’tt : lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch ba pha.
Với
Ftt :lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch bap ha được tính theo
công thức:
Trong đó:
l : khoảng cách giữa hai sứ liền nhau của một pha,cm
a: khoảng cách giữa các pha,cm
Ixk: giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch xung kích
H : chiều cao của sứ
H1 : chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn,
Ta sẽ chọn sứ do Liên Xô chế tạo có thông số sau :
KiểuUdm
(kV)
Fph
(kg)
Upđ khô
(kV)
Upđ ướt
(kV)
Khối lượng
(kg)
0WH-35-2000 35 2000 120 80 44,6
Bảng 2.4: Thông số sứ cao thế
e) chọn thanh dẫn xuống MBA.
Ta sử dụng thanh dẫn mềm, ICB=13,646 (A).
Tiết diện chọn theo điều kiện :
Trong đó:
Qxq= nhiệt độ xung quanh(350)
Qch= nhiệt độ chuẩn(250)
I cp ≥I cb
0,88=13,646
0,88=15,506 A
Ta chọn thanh dẫn đồng đặc tiết diện tròn với đường kính là 7mm; I cp=195A
có sơn để phân biệt pha.
2.2. Chọn các thiết bị điện hạ áp.
Các thiết bị được đặt trong ngăn hạ áp. Ngăn hạ áp thật ra là một tủ phân
phối trong đó có đầy đủ các thiết bị đóng cắt và đo đếm điện năng,làm nhiệm vụ
phân phối điện cho các phụ tải.
Dòng điện định mức phía hạ áp là :
I lvmax=SdmB
√3 .U đm
= 400√3 .0,4
=577,35 A
Khi chọn các thiết bị hạ áp ta dựa vào các điều kiện sau:
U đm ≥U đmmang=0,4 kV
I đmtb ≥ I lvmax=577,35 A
a) Chọn cáp từ máy biến áp sang tủ phân phối.
Do chiều dài của cáp ngắn nên ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài
cho phép.Ta có điều kiện :
k 1 . k2 . I cp ≥ Ilvmax=577,35 A
Trong đó:
k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt .
k2: Hệ số hiểu chỉnh số cáp đặt song song.cáp đơn k2=1.
I cp ≥I lvmax
k1 . k2
= 577,350,866.1
=666,68 A
Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC, do hãng LENS chế
tạo có các thông số sau:
F(mm2) r0 (/km)
ICP(A)
Trong
nhà
Ngoài
trời
( 3x400)+30
0E0,05/0,07 580 640
Bảng 2.5: Thông số cáp
b) Chọn aptomat tổng
Aptomat được chọn theo điều kiện:
U dmA ≥ U dmm=0,4 kV
I dmA ≥ I cb=kqt . Ilvmax=577,35.1,3=750,56 A
I CdmA ≥ I N ¿
Bảo vệ quá dòng và thao tác đóng cắt mạch hạ thế bằng 1 Aptomat tổng 3
pha do Shneider chế tạo có các thông số sau:
Loại IđmA
(A)
ICđmA
(380V)
ttđ rơ le nhiệt ( BV quá tải) ttđ rơ le điên từ
1,3Iđm 6Iđm
COMPACT-NS 800A 50kV
Bảng 2.6: Thông số aptomat tổng
c) Chọn aptomat nhánh
Vì từ thanh cái cao áp có ba lộ ra cung cấp cho phụ tải ta coi công suất lộ
là như nhau nên aptomat nhánh được chọn theo điều kiện sau:
U dmA ≥ U dmm=0,4 kV
I dmA ≥ I cb=kqt . Ilvmax=577,35.13=192,45 A
I CdmA ≥ I N
Vậy chọn Aptomat nhánh do Nhật chế tạo có các thông số sau:
LoạiIdmA
(A)
ICdmA
(380V)
ttd.rơ le nhiệt (BV quá tải) ttd.rơ le điên từ
1,3Idm 6Idm ≥10Idm
NF-200 SP-3P 200A 50kV ≤30min ≤10s ≤0,1s
Bảng 2.7: Thông số aptomat nhánh
d) Chọn thanh cái hạ áp
Chọn tiết diện thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép:
I cp ≥ I lvcb=750,56 A
Chọn thanh cái bằng đồng tiết diện chữ nhật có sơn màu để phân biệt pha,
thông số cho bảng sau: (tra bảng 7.2 sổ tay tra cứu thiết bị điện)
Kích thước F M(kg/m) ICP
(mm) (mm2) (A)
50x5 250 2,225 860
Bảng 2.8: Thông số thanh cái hạ áp
e) Chọn máy biến dòng BI
Chọn máy biến dòng theo điều kiện sau:
U đm ≥U đmmang=0,4 kV
I đmtb ≥ I cb=750,56 A
Cấp chính xác của BI chọn phù hợp với yêu cầu dụng cụ đo.
Chọn máy biến dòng do Liên Xô chế tạo, có các thông số kỹ thuật sau:
LoạiUdm
(kV)
I
d
m
(
A
)
Số
cuộn
dây thứ
cấp
Dung lượng
(VA)
Cấp chính
xác
TKM
-0,50,5
5
-
8
0
0
1 10 0,5
Bảng 2.9: Thông số máy biến dòng
f) Chọn sứ đỡ thanh cái.
Ta chọn sứ o-1-1250YT3 do Liên Xô chế tạo có các thông số sau: (tra sổ tay tra cứu
thiết bị điện)
Loại sứUdm
(kV)
UPđ khô
(kV)
Phụ tải phá hoại
(kg)
Chiều cao
(mm)
o-1-20YT3 1 11 250 62
Bảng 2.10: Thông số sứ đỡ thanh cái
g) Các thiết bị đo đếm điện năng.
Tên đồng hồĐơn
vị
Loạ
i
C
ấp
ch
ín
h
xá
c
Công suất tiêu
thụ (VA)
Cu
ộn
điệ
n
áp
Cuộ
n
dòng
điện
Ampe - mét A378
1,
50,1
Vôn - mét V378
1,
52
Công tơ tác
dụngWh
M
V3
E4
1,
52 0,5
Công tơ phản
khángVAh
M
V3
E4R
1,
52 0,5
Bảng 2.11: Các thiết bị đo đếm
Để đảm bảo độ bền cơ học, ta chọn dây dẫn nối từ biến dòng đến các dụng cụ
đo là dây dẫn đồng 1 sợi bọc nhựa PVC tiết diện 2,5mm2 trở lên và vỏ bọc có màu
tương ứng với màu quy ước của từng pha.
h) Chọn cáp đầu ra của nhánh.
Cáp được chọn theo điều kiện sau :
Dòng làm việc lâu dài cho phép:
k 1 . k2 . I cp ≥ Ilvmax=577,35 A
Trong đó:
Với: K1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt.
K2 – hệ số hiệu chỉnh số cáp đặt song song (n=3) ; lấy K2 = 0,9
I cp ≥I lvmax
3. k1 . k2
= 577,353.0,71 .0,9
=301,17 A
Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC, do hãng LENS chế
tạo có các thông số sau: (bảng 4.23 sổ tay tra cứu thiết bị điện)
F(mm2)
r0
(
/km
)
ICP(A)
Trong
nhàNgoài trời
(3x95)+
(1x50)
0,193
/0,38
7
301 298
Bảng 2.12: Thông số cáp điện đầu ra
i) Chọn tủ phân phối hạ áp.
Sử dụng loại tủ sơn tĩnh điện: Tủ gồm hai ngăn được lắp trên cột cạnh máy biến
áp. Trong đó lắp đặt hệ thống đếm điện năng .
Ngăn đếm: Gồm 01 bộ TI 600/5A, đồng hồ công tơ tác dụng 3 pha 380/220-
5A công tơ phản kháng 3 pha 380/220V - 5A
Ngăn phân phối đo lường và bảo vệ gồm có: 01 bộ TI- 600/5A, 03 Ampemet
0600A, 01 vôn mét 0450V, lắp 01 Aptômát tổng 600A và 03 Aptômát nhánh
200A của Nhật.
Chọn tủ phân phối 0,4kV có kích thước cao 1,2m – rộng 0,8m – dày 0,6m
( Lưu ý: Hai bên và mặt trước thành tủ nên bố trí khe thông gió để làm mát )
Hình 2.1: Trạm biến áp treo
Bản vẽ:
-BV16: Mặt bằng, mặt đứng trạm biến áp treo
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ
3.1. Tính toán ngắn mạch.
Tính toán ngắn mạch để xác định trị số dòng điện ngắn mạch nhằm kiểm tra
thiết bị đã chọn. Vì yêu cầu tính các dòng ngắn mạch để kiểm tra khí cụ điện đã
chọn nên ta sẽ chọn các điểm ngắn mạch như hình vẽ.
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí điểm ngắn mạch.
Chọn điểm ngắn mạch:
- Để kiểm tra các thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1.
- Để kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch :
N2 – Kiểm tra cáp hạ thế lộ tổng và áptômát tổn
N3 – Kiểm tra các áptômát nhánh và cáp của lộ phụ tải.
Giả thiết ngắn mạch xảy ra là dạng ngắn mạch 3 pha đối xứng và coi
nguồn có công suất vô cùng lớn. Vì trạm biến áp được coi là ở xa nguồn, nên
khi tính toán ngắn mạch ta có thể xem: IN = I” = I.
Điện kháng của hệ thống có thể được tính gần đúng qua công suất ngắn
mạch của máy cắt đầu nguồn: SN = 400 MVA.
Đường dây 22kV trên không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn
loại AC-120 có chiều dài 10km.
Dây AC-120 có r0 = 0,27Ω/km ; x0 = 0,423Ω/km
Điện trở đường dây :
RD = ro.l = 0,27.10 = 2,7 ()
Điện kháng đường dây :
XD = xo.l = 0,423.10 = 4,23 ()
3.1.1. Tính toán ngắn mạch phía cao áp.
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại điểm N1 :
Ta có : Utb = 1,05Uđm = 23kV
Điện kháng của hệ thống là:
X HT=U tb
2
SN
= 232
400=1,323 Ω
Tổng trở của đường dây 22kV cấp điện cho TBA:
Vậy tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1 là:
Z∑1=√R∑12 +X∑1
2 =√2,72+(1,323+4,23)2=6,174 Ω
Dòng ngắn mạch tại điểm N1là :
I N 1=U tb
√3 . Z∑1
= 23√3 .6,174
=2,15kA
Dòng điện xung kích là:
ixk=k xk .√2 . I N 1=1,8.√2.2,15=5,473 kA
3.1.2. Tính toán ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV :
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta có thể coi MBA hạ áp là nguồn (vì
được nối với hệ thống có công suất vô cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp không
thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, do vậy ta có: IN = I = I.
Sơ đồ thay thế như sau:
Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2:
Tổng trở của Máy Biến Áp:
ZB=∆ Pn . U đm
2 .106
Sđm2 + j
U n % .U đm2 . 104
400=5,75. 0,42. 106
4002 + j4.0,42 .104
400=5,75+ j 16(mΩ)
Tổng trở của cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp : ZC = RC + j XC
Cáp nối từ máy biến áp ra tủ hạ áp có: r0 = 0,05(m/m), x0 = 0,07(m/m)
Giả sử cáp có chiều dài là 2m ta được :
Zc=0,05.2+ j 0,07.2=0,1+ j 0,14(mW )
Tổng trở của áp tô mát là:
Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N2:
Z∑2=ZB+ZC+Z AT=5,75+ j 16+0,1+ j0,14+0,12+ j 0,094=5,97+ j16,231(mΩ)
Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N2:
I N 2=U dm
Z∑2 .√3= 400
√3 .√(5,972+16,2312)=13,35 kA
Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N2:
ixk 2=k xk .√2 . I N 2=1,8.√2 .13,35=33,98 kA
Tính dòng ngắn mạch tại điểm N3:
Ta có tổng trở thanh cái hạ thế kích thước 50x5(mm): LTC = 0,6m; r0 = 0,34
(m/m) ; x0 = 0,192(m/m)
ZTC =(0,34 + j0,192 ). 0,6 = 0,204+0,115j(m).
Tổng trở của áp tô mát nhánh là:
ZAN = 0,36 +j0,28 (m)
Do đó ta có tổng trở tính tới điểm N3:
Z∑2=Z∑ 2+ZC+ZAT=5,97+ j 16,231+0,204+ j 0,115+0,36+ j 0,28=6,534+ j16,626 (mΩ)
Do đó dòng điện ngắn mạch tại điểm N3:
I N 3=U dm
Z∑3 .√3= 400
√3 .√(6,5342+16,6262)=12,92 kA
Dòng điện xung kích tính toán điểm ngắn mạch N3:
ixk 3=k xk .√2 . I N 3=1,8.√2.12,92=32,89 k A
3.2. Kiểm tra các thiết bị, khí cụ điện đã chọn .
a) Kiểm tra cầu dao phụ tải NPS 24 B1-K4J2 - 24kV :
Điều kiện kiểm tra:
+ UđmCD = 24 (kV) > Uđm mang = 22 (kV)
+ IđmCD = 400 (A) > ICb =13,646 (A)
+ IđmN-3s = 10 (kA) > IN = 2,15 (kA)
+ IđmCắt = 40 (kA) > IN1 = 2,15 (kA)
thoả mãn điều kiện.
b) Kiểm tra cầu chì tự rơi 3GD1 403-4B- 24kV :
Điều kiện kiểm tra:
+ UđmCC = 24 (kV) > Uđm mạng = 22 (kV)
+ IđmCC = 16 (A) > ICb =13,646(A)
+ IđmCắt = 40 (kA) > IN1 = 2,15 (kA)
thoả mãn điều kiện.
c) Kiểm tra sứ đỡ cao áp Sứ 0WH-35-2000:
Điều kiện kiểm tra:
+ UđmSứ =35 (kV) > Uđm mạng = 22 (kV)
+ Ftt FCP
Trong đó:
FCP = 0,6. FPh = 0,6.2000 = 1200 (kG)
Ftt
Với cấp điện áp 6 35kV thì: l = 80 200cm; a = 30 100cm
Ta chọn: l = 1,20m; a = 0,6 m.
Ta thấy: FCP = 1200(kG) > Ftt = 0,953(kG)
Đạt yêu cầu.
d) Kiểm tra thanh cái hạ áp:
Kiểm tra thanh cái 0,4kV theo điều kiện ổn định động:
Trong đó: M : Là mô men uốn tính toán
W : Là mô men chống uốn của thanh dẫn
Ta có:
Với: l = 50 cm : Là khoảng cách giữa 2 sứ đỡ.
a = 15 cm : Là khoảng cách giữa các pha.
ixkN2 = 33980 A
M=1,76. 10−8 .5015
.339802 .5010
=338,69(kG .cm)
σ=MW
=338,690,6
=564,48( kG
cm2)
Mà thanh cái hạ áp bằng đồng 50x5 mm, có: = 2200kg/cm2.
σ=564,48( kG
cm2 )<σ cp=2200 kg/cm2
Thỏa mãn yêu cầu.
e) Kiểm tra Aptomat tổng COMPACT-NS-3P:
Điều kiện kiểm tra:
+ UđmA =380 (V) = Uđm mạng
+ IđmA =800 (A) Ilv max = 577,35(A)
+ ICđmA = 50 (kA) IN2 = 33,98(kA)
Đạt yêu cầu.
f) Kiểm tra Aptomat nhánh NF-200 SP-3P:
Điều kiện kiểm tra:
+ UđmA =380 (V) = Uđm mạng
+ IđmA = 200 (A) Ilv max = 192,45 (A)
+ ICđmA = 50 (kA) IN3 = 12,92 (kA)
Đạt yêu cầu.
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
Hệ thống nối đất được kết cấu bởi các thanh thép góc L60x60x6mm dài l =
2,5m và chúng được nối với nhau bằng thép dẹt 40x4mm tạo thành mạch vòng nối
đất xung quanh trạm biến áp.
Các cọc đóng sâu được chôn sâu h = 0,8m.
Mặt bằng trạm là: l1xl2 = (6x4)m2.
Điện trở suất của đất là đo = 0,4.104 (cm).
Hệ số hiệu chỉnh theo mùa của cọc và thanh nối đất là:
Hệ số mùa an toàn Kmt = 1,6; Kmc = 1,4
Yêu cầu của điện trở nối đất đối với trạm có Uđm = 22kV : Rnđ 4 .
4.1. Điện trở nối đất của thanh
Điện trở nối đất của thanh được tính theo công thức sau :
Trong đó :
= đo.Kmt = 0,4.104.10-2.1,6= 64 (m)
L là chu vi mạch vòng : L = (6+4).2 = 20 (m)
d là đường kính thanh, vì thanh là thép dẹt nên:
K là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối đất K = f(l1/l2)=f(6/4)=f(1,5)=5,81
4.2. Điện trở nối đất của cọc
Điện trở nối đất của cọc tính theo công thức:
Trong đó:
= đo.Kmc = 0,4.104.10-2.1,4= 56 (m)
l là chiều dài cọc : l = 2,5m
d là đường kính cọc, vì cọc là thép góc L60x60x6 nên d = 0,95b.
d = 0,95.60.10-3 = 0,057 (m)
4.3. Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc.
Mặt bằng bố trí tiếp địa:
Hình 4.1: Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt hệ thống nối đất TBA
Tra tài liệu kỹ thuật điện cao áp ta có hệ số sử dụng của thanh và cọc là:
t = 0,36; c = 0,56.
Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc :
Ta có: Rht = 3,107() < Rđ = 4()
Vậy hệ thống nối đất đã thiết kế cho trạm đạt yêu cầu kỹ thuật.
Tài liệu tham khảo
[1]. Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà
xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[2]. Bài tập cung cấp điện. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ
thuật Hà Nội.
[3]. Mạng lưới điện. Tác giả: Nguyễn Văn Đạm. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà
Nội.
[4]. Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4 – 500kV. Tác giả: Ngô Hồng Quang. Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[5]. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện. Tác giả: Phạm Văn Hòa. Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[6]. Tài liệu hướng dẫn thiết kế tôt nghiệp kỹ thuật điện cao áp. Tác giả: Nguyễn Minh
Chước.
[7]. Bảo hộ lao động và kỹ thuật an toàn điện. Tác giả: Trần Quang Khánh. Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[8]. Hệ thống cung cấp điện – Trần Quang Khánh – Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội.
Danh mục bản vẽ
Ký hiệu Tên bản vẽ Trang
BV01 Mặt bằng tầng 1 công trình 6
BV02 Mặt bằng tầng 2 công trình 6
BV03 Mặt bằng tầng 3 công trình 6
BV04 Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 1 48
BV05 Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 2 48
BV06 Mặt bằng điện chiếu sáng tầng 3 48
BV07 Mặt bằng điện ổ cắm tầng 1 55
BV08 Mặt bằng điện ổ cắm tầng 2 55
BV09 Mặt bằng điện ổ cắm tầng 3 55
BV10 Mặt bằng điều hòa tầng 1 55
BV11 Mặt bằng điều hòa tầng 2 55
BV12 Mặt bằng điều hòa tầng 3 55
BV13 Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 1 55
BV14 Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 2 55
BV15 Mặt bằng cấp điện điều hòa tầng 3 55
BV16 Sơ đồ nguyên lý cấp điện công trình 81
BV17 Mặt bằng chống sét biệt thự 101
BV18 Mặt bằng nối đất tiếp địa của biệt thự
BV19 Sơ đồ mặt bằng, mặt đứng trạm biến áp treo 22/0,4