Lựa chọn phương án cấp điện cho trường học

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG HỌC

3.2 Lựa chọn phương án cấp điện cho trường học

tải được công suất lớn giảm được các tổn thất về công suất và điện áp

-Sơ đồ máy biến áp đường trục . Loại sơ đồ này thường được dùng đẻ cung cấp cho các p h ụ tải phân bố rải theo chiều dài .

CHƯƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆN 4.1 Chọn dây dẫn

4.1.1 Phương pháp lực chọn tiết diện dây dẫn.

1) Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn hao điện áp cho phép

Trước hết xác định thành phần phản kháng của tổn hao điện áp cho phép:

∆𝑈_𝑥= ∑ 𝑄_𝑖𝑙_𝑖𝑥_𝑜 𝑈

Xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép:

∆𝑈_𝑟 = ∆𝑈_𝑐𝑝 − ∆𝑈 Tiết diện dây dẫn được xác định như sau:

𝐹 = ∑ 𝑃^𝑛₁ _𝑖𝑙_𝑖 𝛾𝑈∆𝑈_𝑟 Trong đó:

x₀ –thường có giá trị từ 0,35-0,4

P_i- công suất tác dụng trên đoạn dây thứ i,kW l_i- chiều dài đoạn dây thứ i, m U- điện áp định mức của đường dây, kv

∆𝑈_𝑟- thành phần tác dụng, V

𝛾- điện dẫn của vật liệu Ω.m/mm²

Căn cứ vào giá trị F để lựa chọn dây dẫn ứng với thang tiết diện gần nhất về phía trên, sau đó kiểm tra lại tổn hao điện áp thực tế của dây dẫn vừa chọn.

2) Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại cực tiểu đường dây không phân nhánh

tiết diện của đường dây không phân nhánh gồm nhiều đoạn được xác định trước hết từ đoạn dây cuối cùng (đoạn thứ n ):

𝐹 = √𝑃_𝑛

𝛾𝑈∆𝑈_𝑟∑ 𝑙_𝑖√𝑃_𝑖

𝑛 1

Tiết diện của các đoạn dây khác theo biểu thức 𝐹_𝑖 = 𝐹_𝑛√𝑃_𝑖

𝑃_𝑛

P_n- công suất tác dụng trên đoạn dây thứ n

u_r- được xác định bằng công thức ở phương pháp 1 Đối với đường dây phân nhánh

Trước hết xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép trên đường dây chung theo biểu thức:

∆𝑈_𝑟0 = ∆𝑈_𝑟 1 + √∑ 𝑃^𝑛₂ _𝑖𝑙_𝑖²

𝑃₀𝑙₀²

Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu được xác định:

𝐹₀ = 𝑃₀𝑙₀ 𝛾𝑈∆𝑈₀

P₀ và l₀ là công suất tác dụng chạy trên đoạn dây chung và chiều dài

Chọn dây dẫn có tiết diện gần F₀ nhất về phía trên xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp thực tế trên đoạn dây đầu:

∆𝑈_{𝑅0𝑡𝑡} =𝑃₀𝑟₀𝑙₀ 𝑈

Thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép trên các đoạn dây phân nhánh

∆𝑈_𝑅𝐼 = ∆𝑈_𝑅 − ∆𝑈_{𝑅0𝑡𝑡}

Tiết diện dây dẫn của các đoạn dây phân nhánh được xác định:

𝐹₁ = ^𝑃¹^𝑙¹

𝛾𝑈∆𝑈𝑅1 và 𝐹₂ = ^𝑃²^𝑙²

𝛾𝑈∆𝑈𝑅1

Trong đó:

j = 𝛾∆𝑈_𝑅

√3 ∑ 𝑙^𝑛₁ _𝑖cos 𝜑_𝑖

Trong đó:

cos 𝜑_𝑖 - hệ số công suất tương ứng ở đoạn dây thứ i.

Với mật độ dòng điện j, ta xác định được tiết diện dây dẫn trên các đoạn:

F₁=^𝑙¹

𝑗, 𝐹₂ =^𝑙²

𝑗 , … . , 𝐹_𝑛 =^𝑙^𝑛

𝑗

4) Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện cho phép của dây dẫn Theo phương pháp này tiết diện dây dẫn được chọn theo điều kiện

𝐼_𝑙𝑣 > 𝐼_𝑐𝑝

I_cp- dòng điện cho phép ứng với từng loại dây dẫn,phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép của chúng.

5) Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ.mặc khác, độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. Do vậy nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và dây cáp.

Điều kiện chọn dây dẫn

𝐾₁∗ 𝐾₂∗ 𝐼_𝑐𝑝 ≥ 𝐼_𝑡𝑡

=>𝐼_𝑐𝑝 ≥ ^𝐼^𝑡𝑡

𝐾1∗𝐾2

Trong đó :

K₁:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp

K₂:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rảnh I_cp: dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn

Dòng điện cho phép là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm cho nhiệt độ của nó vượt quá trị số cho phép.

6) Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện chiếu sáng 𝐅 = 𝐌_𝒒𝒑

𝐂∆𝐔_𝐜𝐩% Trong đó:

M_qp- tổng momen quy đổi của tất cả các nhánh, được xác định:

M_qp=∑ 𝑀_𝑖∑ 𝛼 𝑀_𝑗 Trong đó:

M_i- momen tải của các nhánh có cùng số lượng dây dẫn với đường trục chính Mj- momen tải của các nhánh có cùng số lượng dây dẫn khác với nhóm trên M– pl momem tải

∆𝐔_𝐜𝐩%- hao tổn điện áp cho phép,%

C = γ𝑈_𝑛²10⁵ hệ số phụ thuộc vào cấu trúc mạng điện, tra bảng 4.pl.bt

𝛼– hệ số quy đổi, phụ thuộc vào kết cấu mạng điện tra bảng 5.pl.bt

Tra bảng trong sách “BÀI TẬP CUNG CẤP ĐIỆN” của tác giả TRẦN QUANG KHÁNH

4.1.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN.

-Ta tiến hành lựa chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp điều kiện phát nóng:

-Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây c á p

K

₁ 1 (tra bảng)

-Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung 1 rảnh

K

₂ 0,8

-Lựa chọn tiết diện dây trung tính : theo tiêu chuẩn quốc tế IEC thì các mạch một pha có tiết

diện

16mm

²(Cu) hoặc

25mm

²(Al) lúc đó ta chọn tiết diện dây trung tính cân bằng với

tiết diện dây pha . Hệ thống 3 pha với tiết diện

16mm

²(Cu) hoặc

25mm

²(Al) lúc đó ta

chọn tiết diện dây trung tính bằng tiết diện dây pha hoặc chọn nhỏ hơn dây pha với

+ Sơ đồ mặt bằng cấp điện tổng thể

+ Mặt bằng cấp điện tầng 1

+ Mặt bằng cấp điện tầng 2:

+ Mặt bằng cấp điện tầng 3

+ Sơ đồ nguyên lý của tủ điện chính

+ Sờ đồ nguyên lý tủ điện tầng 1

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng học

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng thư viện

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng giáo viên

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện vp khối tiểu học

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng soạn chia

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng chơi trong nhà:

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng múa, it:

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng trẻ 24-36 tháng :

+ Sơ đồ tủ điện phòng trẻ 18-24 tháng:

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng y tế:

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng bếp:

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện hội trường :

+ Sơ đồ nguyên lý tủ điện phòng tiếng anh,vp khối mầm non:

CBT L0=2m

L1=6m L11=4m

CB1

CB2 CB3

T1 T2 T3

T1 T2

T1 T2 T3

+ Sơ đồ đi dây tổng thể:

Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 3 km sử dụng đường dây trên không dây nhôm lõi thép , lộ kép Trường học sử dụng công suất lớn nhất T

max

= 3000 h tra bảng ta có

J

_kt

= 1,3 <tra b ảng>

∑ 𝑝𝑡𝑡 = 13596+3220+1800+2362464=2,381,08 kW

∑ 𝑞𝑡𝑡= nhóm một tầng 1 + tầng 2 +tầng 3

=4962+3888+4734= 13584 var

∑ 𝑞𝑡𝑡 = nhóm hai tầng 1 + tầng 2 + tầng3

= 873 + 876 + 666 = 2415 var

∑ 𝑞𝑡𝑡 của truonghoc

= 10197 +2415+1350+1771848 = 1785810 var => 1,785,81 kva

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 185 mm

AC-185

kiểm tra dây đ ã chọn theo dòng điện sự cố.

R

= 0,17 𝛺 ;x

= 0,4 𝛺

theo bảng điện trở và điện kháng của dây nhôm lõi thép dòng cho phép I

_cp

= 512 A

. Khi đứt một dây dây còn lại chuyển toàn bộ công suất I

= 2.I

= 2.231,10 = 462,2 A

Ta thấy I

< I

Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp với dây AC-185 Nên

∆𝑈=^{𝑃.𝑅+𝑄.𝑋}

𝑈𝑑𝑚

=

238108.0,17.3+178581.0,4.3

0,22

=1526 v

c ó ∆𝑢 < ∆𝑢 𝑐𝑝



dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện

Chọn cáp 2x PLE = 3 x 12.

Tiết diện tối thiểu16 mm

Chọn cấp trạm phân phối trung tâm đến trạm t2 I

max

=

^{𝑆𝑡𝑡 𝑡𝑟ạ𝑚1}

2√3.10

=

^72,83

2√3.10

= 2,1 A

Với cáp đồng và T

m ax

= 3000h ; J

= 1,3 A/ mm

F

=

^2,1

1,3

=1,6

Chọn cáp 2x PLE = 3 x 12.

Tiết diện tối thiểu16 mm

đường cáp F <mm> L <m> đơn giá < đ/m> thành tiền

PPTT-T1 16 10 48.000 480000

PPTT-T2 16 10 48.000 480000

PPTT-T 16 10 48.000

Tổng=

480000 144000đ

Xác định tổn thất công suất ∆ P

∆𝑃=^{𝑆^2}

𝑈^2

. R.10

^-3

Tổn thất ∆P trên đoạn cáp từ PPTT – T1

∆𝑝1=^{19,785^2}

.0,17.10

^-3

=6,65 kw

∆𝑝2 =

^{6.275^2}

.0,17.10

^-3

=0,09 kw

∑ 𝑝 = 6.69 kw

Tra bảng ch ịu tổn thất công suất lớn T

_max

= 3000 và cos ɵ = 0,8 ;ɾ = 2000.

lấy a

_h0

= 0,1 ;a

= 0,2 ; c = 750 đ/ kwh

Z

= <0,1 + 0,2>. 960000 + 750 .0,27 .2000 = 693000₫

Sơ đồ nối dây cho trường mầm non quốc tế HILAM nào sơ đồ dây hỗn hợp

tất cả thiết bị cắt bảo vệ dùng aptomat

* Tính toán ngắn mạch với đoạn L

=2m

giá trị dòng điện tính toán

tổng công suất S

_tt

= 29.556.94 kw I

-

=

^𝑠𝑡𝑡

√3.𝑢

=

^19,785

√3.0,4

=6,825 A

Từ công thức k

. k

I

>= I

ta có thể tính được giá trị dòng điện cho phép một đoạn d ây như sau.

I

>

^𝑖𝑡𝑡

𝑘1𝑘2

=

^6,825

1.0,8

=5,460 A

Với I

>= 318,18 A tra bảng ta lựa chọn loại dây dẫn AC-95 chọn cáp XLPE có tiết diện dây 35mm

dòng điện cho phép 335A giá x

₀

và r

₀

của đường dây.

r

= 0,33 𝝮/km.z X

= 0, 397 m𝝮 /km.

Z

= 0,66 + j0,794 m𝝮/km Với đoạn dây

l

= 6 m + LH 4 m = 10 m.

Giá trị dòng điện tính toán có s

t t1

= 19,785 kw I

_{tt l2}

=

^19,785

√3.0,4

=4,569 A

Từ công thức k

₁

k

₂

.I

_cp

>=I

_tt

ta có thể tính được giá trị dòng điện cho phép của đoạn d ây như sau

I

>=

^𝑖𝑡𝑡

𝑘1𝑘2

=

^4,569

1.0,8

=3,655A Với I

= 3,655 A

ch ọn cáp XLBE có tiết diện dây AC50 có tiết diện dây 16 mm

dòng điện cho phép 220 A

Giá trị x

và r

của đường dây.

R

= 0,65 𝝮/km.z

X

= 0,418 m 𝝮/ km.

Z

= 1,3 + 0,836 j Với đoạn dây l

L

= 6 m + LH4 m = 10 m.

Công suất tính toán tổng trên đoạn dây S

_tt2

= 4,025 kw I

tt -l2

=

^𝑠𝑡𝑡

√3.𝑢

=

^4,025

√3.0,4

=0,929 A

Từ công thức k

. k

, = I

>=I

ta có thể tính được giá trị dòng điện cho phép của đoạn dòng như sau.

I

>=

^𝑖𝑡𝑡

𝑘1.𝑘2

=

^0,928

1.0,8

= 0,743 A Với I

= 0,743 A

Chọn cáp XLPE có tiết diện dây AC 35 có tiết diện dây 10 mm

Giá trị x

₀

và r

₀

của đường dây

r

= 0,85 𝝮 km.z x

= 0,429 m 𝝮/ km.

Z

= 1,7 + 0,858 j

Kiểm tra tổn thất điện áp đến CBT Tổng trở.

Z

= 0,66 + j0,794

Tổng công suất P= 13,596kw Tổng công suất Q= 10,197kva

∆ u =^{𝑃𝑅+𝑄𝑋}

𝑈𝑑𝑚

=

13,596.0,66.10^−3+10,197.0,794.10^−3

0,38

=0,044

∆𝑢 <=5% udm thỏa mãn điều kiện

Kiểm tra tổn thất điện áp đến CB1. L1 = 6 m + LH4 m

L

= 6 m + LH4 m = 10m

tổng trở z

=1,7+0,858j Tổng công suất P = 1,800 kw Tổng công suất Q = 1,350kva ∆𝑈 =

^{𝑃𝑅 + 𝑄𝑋}

𝑈𝑑𝑚

=

1,800.1,7.10^−3+1,350.0,858.10^−3

0,38

= 0,011

 ∆𝑢 <= 5% u dm

thỏa mãn điều kiện.

∗ Chọn máy biến áp.

Vì công suất toàn phần của trường học là 175,64 kw nên ta cần máy phát điện Ta chọn máy biến áp nội điểm do abb công suất đinh mức

S

_ba

= 180 kva

Các thông số kỹ thuật của máy biến áp.

Mức điều chỉnh điện áp + - 2 .2,5%

Điện áp 10/0,4 kv

Công suất không tải ∆ 𝑝

₀

= 530 w.

Công suất ngắn mạch ∆𝑝𝑛 = 3150 w.

Điện áp ngắn mạch % : ∆𝑢𝑛% =4,5%

Kích thước dài rộng cao. 1360 - 770 - 1420.

Trọng lượng kg 880.

* Tổng chở máy biến áp quy về phía hạ áp xác định theo công thức.

Z

=

∆𝑝𝑛.𝑢^2𝑑𝑚𝑏𝑎.10^6+𝑗𝑢𝑛%.𝑢𝑑𝑚^2.10^4

𝑠^2𝑑𝑚.𝑠𝑑𝑚𝑏𝑎

<m𝝮>Type equation here.

Tổng trở của các đường dây.

Zl= r

.l

.j.x

.l=

^𝑝𝑙

𝑓

+ jx

.l

P điện trở xuất Cáp lõi đồng P =18,84 𝝮mm

/ km Cáp lõi nhôm p = 31,5 𝝮 mm

/km

F là tiết diện dây dẫn tính bằng mm L lá chiều dài đường dây tính bằng km.

Vì là mạng hạ áp lên thành phần cảm kháng của đường dây rất nhỏ nên ta có

thể lấy gần đây

X

=0;đối với đường dây có f <= 50 mm

X

= 0,08 mm𝝮/ km

đối với đường dây có f >= 50 mm

. bỏ qua giá trị tổng trở CB

tổng trở của máy biến áp quy về phía hạ áp Z

=

∆𝑝𝑛.𝑢^2𝑑𝑚𝑏𝑎.10^6+𝑗𝑢𝑛%.𝑢𝑑𝑚^2.10^4

𝑠^2𝑑𝑚.𝑏𝑎

<m𝝮>

Z

=

3,15.0,38^2.10^6+𝑗4,5.0,38^2.10^4 180^2.250

=14,03+j25,992 m𝝮 Tổng trở đường dây Z

=0,66 +j0,794 m𝝮km Z

=1,3 +0,836 j m𝝮km Z

=1,7 +0,858j m𝝮km 4.3.2

Ta t ính Z

Z

=14,03+0,66 +j.<25,992+0,794>

=14,69+ j26,786 m𝝮

dòng ngắn mạch tại điểm NO=

³⁸⁰

√3.√25,992^2+0,794^2

=8,44 KA

Dòng điện ngắn mạch tại điểm N0 =I

= 8,44 KA Dòng điện ngắn mạch tại điểm N1.

Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch N1.

Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch N1

Dòng điện ngắn mạch N

Z

=Z

+Z

Z

= 14, 69 + j26, 786 m𝝮 Z l2=1,7+0,858j

Z

= 16,39 + 27,644 j <m𝝮>



I

=

³⁸⁰

√3.√16,39^2 +27,644^2

=6,8 KA

V ậy dòng ngắn mạch trên điểm N2 =6,8 KA

CHƯƠNG V: CHỐNG SÉT 5.1 Tính toán chiều cao cột thu sét

*Phương pháp dùng đầu thu sét phát tia tiên đạo:

Phương pháp này được tính toán theo công thức của tiêu chuẩn nfc 17102(pháp) -Hệ thống chống sét

Hệ thống hoàn chỉnh được sử dụng để bảo vệ cấu trúc và các khu vực mở chống lại các tác động của sét. Nó bao gồm một cài đặt chống sét trực tiếp và một cài đặt bảo vệ chống sét lan truyền, nếu có.

-Đầu phát xạ kim thu sét (ESE)

Một cột thu lôi được trang bị hệ thống kích hoạt sớm dòng ion hướng lên khi so sánh với cột thu lôi đơn giản (SR) ở cùng điều kiện.

-quá trình kích hoạt sớm

Hiện tượng vật lý với sự khởi đầu của vầng hào quang (corona) và tiếp tục lan truyền theo hướng lên trên.

-Thời gian kích hoạt sớm (∆T)

Thời gian của ESE đạt được tia hướng lên khi so sánh với một sr trong cùng điều kiện và phương pháp đánh giá. Giá trị này được diễn dải bằng µs.

Thời gian kích hoạt sớm (∆T) được dùng để xác định các bán kính bảo vệ. Điều này được thể hiện như sau:

∆T = T_sr – T_ese Trong đó:

T_sr là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét cổ điển sr. T_ese là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét ese.

∆t ≤ 60µs trong công thức của NFC 17102, và nếu ∆T lớn hơn thì quy về 60µs để tính -Cấp bảo vệ (D)

Cấp bảo vệ (D) Khả năng bảo vệ Bán kính hình tròn Giá trị dòng sét thấp (ei) Lăn (R - khoảng cách

Giữa tia sét và kim ESE)

Nhất I (kA)

IV 84% 60 15.7

III 91% 45 10.1

II 97% 30 5.4

I 99% 20 2.9

Các thông số đặc trưng và các hiệu ứng liên quan của s é t Các thông số đặc trưng:

Cường độ Thời gian tăng Thời gian suy giảm

Sự thay đổi tỷ lệ hiện tại (di/dt) Phân cực (âm hay dương) Năng lượng cụ thể Số nhánh của tia sét Các hiệu ứng liên quan:

Hiệu ứng quang Hiệu ứng âm thanh Hiệu ứng điện hóa học Ảnh hưởng nhiệt Bức xạ điện từ

Hiệu ứng điện năng.

- Phạm vi bảo vệ Lưu ý:

Ở đây ta tính phạm vi bảo vệ của thiết bị ese nên chiều cao h tối thiểu để tính là 2m và lớn nhất là 60m theo đúng tiêu chuẩn NFC 17102.

Nên áp dụng cấp bảo vệ level I (D= 20m).

∆T ≤ 60µs.

phạm vi bảo vệ được bao trùm bởi một vòng cung có trục là ESE và bán kính bảo vệ được xác định dựa trên độ cao h đang được xem xét.

Mối quan hệ giữa bán kính bảo vệ R và chiều cao h

-Độ cao h là khoảng cách của đỉnh ESE so với mặt phẳng ngang đi qua đỉnh phần tử được bảo vệ.

Bán kính R là bán kính bảo vệ của ESE ở độ cao đang được xem xét.

-Bán kính bảo vệ (Rp)

80 các trang 13, 14, 15 của tiêu chuẩn NFC 17102.

Trong đó:

D(m): là khoảng cách giữa tia tiên đạo của sét và đầu tia tiên đạo của kim thu sét hay bán kính hình cầu lăn.

D của kim thu sét cổ điển

D của kim thu sét ese

+ Mặt bằng bố trí kim thu sét hiện đại ESE :

+Chi tiết bãi tiếp địa chống sét:

+ Chi tiết kẹp cáp thoát sét:

+ Chi tiết lắp kim thu sét:

5.2

Tóm tắt lý thuyết về nối đất chống sét

Dalam dokumen Tính toán thiết kế chiếu sáng bằng đèn LED cho trường Mầm non quốc tế Him Lam, Ngô Quyền, Hải Phòng (Halaman 50-92)