Đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư cao tầng

đường dây cao áp kkh% = 2,5% Chi phí quy đổi theo phương án 1 là Z1 = p.v0.l∑ + C∆A =0,135.1321.106.0,067 + 0,01842.106 = 11,967. 106đ Phương án 2. Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án 2 là ∆A1 == = 89,174 kWh Chi phí do tổn thất là C∆A = c∆.∆A1 =1000.89,174 = 0,089174.106 đ Trong đó: - Giá thành tổn thất điện năng. = 1000đ/kWh Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 16mm2 là v01 = 735.106 đ/km [tra bảng 33.pl] Vậy chi phí quy đổi theo phương án 2 là: Z1 = p.v0.l∑ + C∆A =0,135.735.106.0,067 + 0,089174.106 = 6,74. 106đ Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây cao áp Phương án L,m Vo.106đ ,kWh C.106đ Z.106đ 1 67 1321 18,42 0,01842 11,97 2 67 735 89,174 0,089174 6,74 So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương án 2 nhỏ hơn phương án 1 dây dẫn sẽ được chọn theo phương án 2 3.1.2 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòng thông qua bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn chính từ máy biến áp mất và tắt khi nguồn chính có trở lại. Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng. Thông thường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng. Ngoài ra nó còn cung cấp nguồn cho các phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm… Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 32 m, trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 4,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau: - Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng. - Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng. - Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình. Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện Sơ bộ chọn , xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng ∆Ux1% =.100 =.100 = 0,28 % Thành phần hao tổn điện áp tác dụng ∆Ur1% = ∆Ucf1% - ∆Ux1% = 2 – 0.28 = 1,72 % Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho tủ phân phối tổng được xác định theo biểu thức F1 == = 35,72 mm2 Vậy ta chọn cáp đồng(Cu) XLPE-50 mm2 có r0= 0,37 và x0= 0,063 Hao tổn điện áp thực tế ∆U1 = Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp 3.1.3 Chọn dây dẫn đến các tầng Có thể thực hiện theo 2 phương án: phương án 1 – mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập; phương án 2 – chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng. Phương án 1:Mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập. Tính toán cho tầng cao nhất là tầng 16: Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 16 là: L2 = 3,7.16 = 59,2m Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 2,38 kVAr Thành phần của hao tổn điện áp: ∆Ux2% =.100 =.100 = 0,0098 % Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là: DUr2% =DUcp2- DUx2% = 1,25-0,0098 =1,2402 % Tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tổng đến từng tủ phân phối của mỗi tầng là: F2 == = 5,02 mm2 Ta chọn cáp hạ áp XLPE có tiết diện 10 mm2 có r01 = 1,84 và x01 =0,073 Hao tổn thực tế: ∆U2 =.59,2.100 = 0,62% < 1,25% Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp. Phương án 2: Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng Sơ đồ đường dây lên các tầng Coi đường dây lên các tầng có phụ tải phân phối đều. ∆Ux2% =.100 Trong đó - tổng công suất phản kháng tính toán của phụ tải sinh hoạt Qsh = Psh.= 84,65.0,29=24,55 kVAr; Vây: ∆Ux2% =.100 =.100 = 0,05% Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là: DUr2% =DUcp2- DUx2% = 1,25-0,05 =1,2% Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức: F2 == = 26,78mm2 Ta chọn cáp hạ áp XLPE-35 có tiết diện 35 mm2 có r01 = 0,52 và x01 =0,064 . Hao tổn điện áp thực tế: ∆U2 =.59,2.100 = 0,93% < 1,25% Vậy cáp đã chọn là thoả mãn. So sánh 2 phương án: Phương án 1. Tổng chiều dài của tất cả các nhánh dây lên tầng là: ∑l1 = 3,7.176 = 503,2 m Tổn thất điện năng trên các đoạn đường dây theo phương án : ∆A1=.r0. ∑l1. 10-3=.1,84.503,2.2757.10-6 = 1288,8 kWh Chi phí do tổn thất là: C∆A = c∆.∆A1 =1000.1288,8 = 1,2888.106 đ Trong đó: - Giá thành tổn thất điện năng. = 1000đ/kWh Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-10 là v01 = 405.106 đ/km (tra bảng 32.pl) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: Với Th – tuổi thọ công trình. Lấy Th = 25 năm. Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6% Chi phí quy đổi theo phương án 1 là: Z1 = p.v01.l∑1 + C∆A =0,146.405.106.0,5032 + 1,2888.106 = 31,04.106đ Phương án 2: Tổn thất điện năng: ∆A2=.r0.l2. 10-3== 1408,14 kWh Chi phí tổn thất là: C∆A = c∆.∆A2 =1000.1408,14 = 1,40814.106 đ Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-35 là v02 = 725.106 đ/km (tra bảng 32.pl) Chi phí quy đổi theo phương án 2 là: Z2 = p.v02.l∑2 + C∆A =0,146.725.106 .0,0592 + 1,40814.106 =7,67.106đ Bảng 3.2. Các chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án đi dây đến các tầng Phương án L,m Vo.106đ ,kWh C.106đ Z.106đ 1 503,2 405 1288,8 1,2888 31,04 2 59,2 725 1408,14 1,40814 7,67 So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện, về kinh tế: tổng chi phí quy đổi của phương án 2 nhỏ hơn phương án 1 dây dẫn được chọn theo phương án 2 3.1.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy Với thang máy có công suất lớn (P =16 kW) Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 60m, ta có hệ số . Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25% Công suất phản kháng của thang máy là Qtm= Ptm.tg = 12,4.1,169 = 14,5 kVAr Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng DUx3%= % Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là: DUr3% =DUcp3- DUx3% = 1,25-0,06 =1,19% Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức: Ta chọn cáp hạ áp XLPE-10 có tiết diện 10 mm2 có r03 = 2 và x03 =0,08 Hao tổn điện áp thực tế: < 1,25 % Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp Với thang máy có công suất nhỏ (P =7,5 kW) Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 60m, ta có hệ số . Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25% Công suất phản kháng của thang máy là Qtm= Ptm.tg= 4,26.1,169 = 5 kVAr Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng DUx3%= % Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là: DUr3% =DUcp3- DUx3% = 1,25-0,208 =1,042% Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức: DUx3%= Ta chọn cáp hạ áp XLPE-4 có tiết diện 4 mm2 có r032 = 4,85 và x032 =0,09 Hao tổn điện áp thực tế: < 1,25 % Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp Với tổng số thang máy là 2x7,5 và 1x16 ta bố trí tháng máy có công suất 16 kW với chiều dài dây là 60m; 2 thang máy có công suất 7,5 với chiều dài dây là 60. 3.1.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm là l4 = 50m Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng DUx4%= Trong đó: Qbom= Pbom.tg= 70,21.0,75 = 52,66 kVAr Vậy: DUx4%= % Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là: DUr4% =DUcp4- DUx4% = 1,25-0,18 = 1,07 % Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức: mm2 Ta chọn cáp hạ áp XLPE-50 có tiết diện 50 mm2 có r04 = 0,37 và x04 =0,063 Hao tổn điện áp thực tế: < 1,25% Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp. 3.1.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng Mạng chiếu sáng trong nhà: Do không có số liệu cụ thể nên tạm lấy chiều dài của mạng điện chiếu sáng trong nhà bằng 4,5 lần chiều cao của tòa nhà chung cư lcs.tr = 4,5.3,7.16 = 266,4 m Ta có công suất chiếu sáng trong nhà lấy bằng 5% công suất phụ tải sinh hoạt => Pcs.tr= 0,05.84,65 = 4,2325 kW Chọn hệ thống chiếu sáng trong nhà là mạng điện 1 pha 220 V như hình vẽ trên. Với hao tổn điện áp cho phép Mô men tải: kWm Tiết diện dây dẫn: mm2 Với C1 = 14 -tra bảng 26.pl Ta chọn cáp đồng 2 lõi PVC-25; r0 = 0,74 , x0 = 0,066 Tổn hao điện áp thực tế < 2,5% Mạng điện chiếu sáng ngoài trời. Do theo đầu bài ra tổng chiều dài mạng điện chiếu sáng ngoài trời bằng 5 lần chiều cao tòa nhà do đó ta có: lcsngoai =5.59,2= 296m Mạng chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình vẽ trên;chiều dài đoạn OA=56 m,đoạn AB có lA-B=135 m và đoạn AC có lA-C = 105m.Suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài là Po=0,03kW/m,hao tổn điện áp cho phép là DUcp=2,5% .Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến B được xây dựng với 4 dây dẫn,các rẽ nhánh AC thuộc loại 2 pha có dây trung tính. Công suất tính toán chạy trên đoạn dây là: PAB=Po*lA-B=0,03.135=4,05 kW PAC=Po*lA-C=0,03.105= 3,15 kW POA=PAB+PAC=4,05+3,15=7,2 kW Mô men tải của đoạn dây: 403,2 kWm kWm kWm Tra bảng 26.pl ta được C=83 và tra bảng 27.pl ta được a=1,39. Xác định mômen quy đổi: Mqd=MO-A+a(MA-B+MA-C)=403,2+1,39( 273,375+165,375)=1013,06 kWm Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu: FO-A= =mm2 Ta chọn dây cáp đồng loại PVC-16 có ro=2,08W/km và xo=0,29W/km Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn OA: % < 2,5% Hao tổn điện áp trên các đoạn còn lại: DUAB =DUAC =DUcp -DU0A =2,5-0,76=1,74% Tiết diện dây dẫn trên các đoạn AB và AC là: FAB = = = 4,25 mm2 Trong đó C=37 theo bảng 26.pl Vậy ta chọn cáp PVC-6 có ro=5,55 W/km và xo=0,32 W/km FAC = = = 2,57 mm2 Ta chọn cáp PVC-4 có ro=8,35 W/km và xo=0,33 W/km Hao tổn thực tế trên đoạn AB và AC là: %< 1,74 % %< 1,74 % Tổng hao tổn thực tế trong mạch chiếu sáng ngoài trời là: DUcs= DU0A+DUAC= 0,76+1,12=1,88%<2,5% Vậy dây dẫn chọn đáp ứng yêu cầu Kết quả tính chọn dây dẫn được thể hiện trong bảng 3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp. 3.2.1. Tính toán ∆P,∆Q Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên tục, chất lượng và an toàn. Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2 nên dùng không ít hơn 2 máy. Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công suất khu vực đó thì ít nhất mỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất của khu vực đó. Khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến áp phải có dung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó. Ở chế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố. Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện là gth = 5500đ/kWh; Tổng công suất tính toán của toàn chung cư có kể đến tổn thất là: Tính toán Hao tổn công suất trên đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng là: Hao tổn công suất trên đoạn dây đến các tầng Hao tổn công suất trên mạch điện thang máy + Tổn hao công suất của đường dây cung cấp điện cho thang máy 16 kW: + Tổn hao công suất của đường dây cung cấp điện cho thang máy 7,5 kW: (Vì 2 thang máy cùng chọn chiều dài dây là 60m và thiết diện dây dẫn như nhau nên tổn thất 2 thang máy như nhau) Hao tổn công suất trên mạch điện trạm bơm Hao tổn công suất trên mạng điện chiếu sáng Mạch trong nhà (Vì nên không có công suất phản kháng) Mạch ngoài trời - Tổn thất điện năng: Bảng 3.3. Kết quả tính toán tổn thất trong mạng điện STT Đoạn l,m P,kW Q,kVAr R0, X0, , kW , kVAr ∆A, kWh 1 Đường trục 32 147,983 130,51 0,4 0,06 3,45 0,518 9514,46 2 Lên tầng 59,2 84,65 24,55 0,52 0,064 1,66 0,204 4565,854 3 Thang máy lớn 60 12,4 14,5 2 0,08 0,302 0,012 833,996 4 Thang máy nhỏ 2x60 4,26 5 4,85 0,09 0,174 0,002 479,456 5 Trạm bơm 50 70,21 52,66 0,37 0,063 0,99 0,168 2720,659 6 Chiếu sáng trong 266,4 4,2325 0 0,74 0,066 0,024 0,002 6742,632 7 Chiếu sáng ngoài OA 56 7,2 0 2,08 0,29 0,042 0,006 115,288 8 AB 135 4,05 0 5,55 0,32 0,085 0,005 234,642 9 AC 105 3,15 0 8,35 0,33 0,06 0,002 166,1 Tổng 6,787 0,919 25373,087 Từ bảng ta có Stt = S + DS = P + DPå + j( Q+ DQå) = (147,983 + 6,787) + j( 130,51 + 0,919). = 154,77 + 131,5j kVA. kVA Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải ta chọn công suất và số lượng máy biến áp 10/0,4 kV theo 2 phương án sau: Phương án 1. dùng 2 máy 2x160 kVA; Phương án 2 dùng 1 máy 250 kVA; 3.2.2 So sánh các phương án Bảng 3.4. Các tham số của hai loại máy biến áp SBA, kVA , kW , kW Vốn đầu tư, 106 VNĐ 2x160 0,5 2,95 95,85 250 0,64 4,1 58,8 Dưới góc độ kỹ thuật các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: đối với phương án 1, khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp máy còn lại sẽ phải gánh 1 phần phụ tải, còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố trong máy biến áp. để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA. Trước hết cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức Kdk ==== 0,5 Như vậy máy biến áp có khả năng chịu được quá tải 40% trong thời gian xảy ra sự cố. Tổng hợp phụ chung cư: Trước hết xác định phụ tải tính toán của toàn chung cư qua các năm theo biểu thức: Trong đó: Tính toán cho năm thứ nhất. t=1; P1 = 1,693.0,502.1,05.(64.1+32.1,3+32.1,5)+83,78+8,88 = 229,73kW S1 =kVA Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự cố 1 trong 2 máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là: Sth1 = S1 -1,4.SBA = 306,31 -1,4.160 = 82,31 kVAr Thiệt hại do mất điện: Y1 = Sth1.cosφ.tf.gth = 82,31.0,75.24.5500 = 8,149.106 đ tf =24h – thời gian mất điện trung bình trong năm Xác định tổn thất điện năng trong các máy biến áp: ∆AI-1 = n BA. ∆P0.t + ..()2 = 2.0,5.8760+ ..()2 = ∆AI-1 = 23664,286 kWh Chi phí tổn thất ở năm thứ nhất: C1 =c∆.∆AI-1 = 1000.23664,286 = 23,664286.106đ/năm Tổng chi phí ở năm thứ nhất: = Y1 + C1 = 8,149.106 + 23,664286.106 =31,813286.106 đ Giá trị tổng chi phí quy về hiện tại PVC được xác định theo biểu thức: với = 31,813286.106 .0,91= 28,95.106 đ Tính toán tương tự cho các năm và các phương án, kết quả ghi trong bảng 3.5 Bảng 3.5. Kết quả tính toán các chỉ tiêu so sánh của các phương án Phương án 1. Dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA tt Si Sth ΔA Y.106 C.106 CΣ β CΣ.β.106 Pi 0 0 0 0 127,925 1 127,925 1 306,31 82,31 23664,286 8,149 23,66 31,81 0,91 28,95 229,73 2 314,65 90,16 24438,489 8,93 24,44 33,36 0,826 27,57 235,624 3 322,034 98,03 25233,791 9,7 25,23 34,94 0,751 26,25 241,526 4 329,904 105,9 26048,77 10,5 26,05 36,53 0,683 24,45 247,428 5 337,774 113,77 26883,423 11,26 26,88 38,15 0,621 23,69 253,33 6 345,643 121,64 27737,752 12,04 27,74 39,78 0,564 22,46 259,232 7 353,513 129,51 28611,755 12,82 28,61 41,43 0,513 21,26 265,134 182618,266 73,399 182,61 383,925 4,868 302,555 Phương án 2. Dùng 1 máy biến áp 250 kVA tt Si Sth ΔA Y.106 C.106 CΣ β CΣ.β.106 Pi 0 0 0 0 90,1 1 90,1 1 306,31 306,31 14090,22 30,32 14,09 44,41 0,91 40,38 229,73 2 314,65 314,65 14531,765 31,1 14,53 45,63 0,826 37,71 235,624 3 322,034 322,034 14984,511 31,88 14,98 46,87 0,751 35,21 241,526 4 329,904 329,904 15448,457 32,66 15,45 48,11 0,683 32,86 247,428 5 337,774 337,774 15923,604 33,44 15,92 49,36 0,621 30,65 253,33 6 345,643 345,643 16409,951 34,22 16,41 50,63 0,564 28,58 259,232 7 353,513 353,513 16907,5 35 16,91 51,91 0,513 26,63 265,134 108296,008 228,62 108,29 427,02 4,868 322,12 Bảng 3.6. Kết quả tổng hợp của các phương án chọn máy biến áp Tham số Phương án 1 Phương án 2 Vốn đầu tư V, 106đ , kWh 182618,266 108296,008 Thiệt hại Y, 106 đ 73,399 228,62 PVC, 106đ 302,555 322,12 Từ kết quả tính toán ở bảng trên, ta thấy phương án 1 có PVC nhỏ nhất, nên đó chính là phương án tối ưu cần xác định. Tóm lại ta chọn trạm biến áp gồm 2 máy 160 kVA loại. Bảng 3.7. Các thông số của MBA 160 kVA SBA, kVA Điện áp ΔP0, kW ΔPk, kW Uk% I0% 160 10/0,4 0,5 2,95 4,5 7 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO MẠNG ĐIỆN 4.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp Ta có sơ đồ tính toán ngắn mạch : Hệ thống có công suất vô cùng lớn nên : Bỏ qua điện trở của các thiết bị phụ. Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng : l1 = 32 m Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 16 là : l2 = 16.3,7=59,2 m Vậy ta có sơ đồ thay thế ngắn mạch như sau : Chọn điện áp cơ bản : Vậy ta có thong số của các phần tử : XBA === 0,0406 Ω RBA === 0,0166 Ω ZBA= == 0,0439 Ω Rd1 = r01.l1 = 0,37.0,032 = 0,0118 Ω Xd1= x01.l1 = 0,063.0,04 = 0,002 Ω Rd2= r02.l2 = 0,52.0,0592 = 0,031 Ω Xd2 = x02.l2 = 0,064.0,0592 = 0,0038Ω -Xét tại điểm ngắn mạch N1: Điện trở ngắn mạch tại điểm N1 : Zk1 === 0,022 Ω Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 : == 9,97 kA Dòng xung kích : == 16,92 kA Trong đó kxk= 1,2 theo bảng 7.pl.BT Trị hiệu dụng dòng xung kích : == 10,867 kA Công suất ngắn mạch : = 6,56 MVA -Xét tại điểm ngắn mạch N2: Điện trở ngắn mạch tại điểm N2 : Zk2 === Zk2 = 0,03 Ω == 7,313 kA Dòng xung kích : == 12,4 kA Trị hiệu dụng dòng xung kích : == 7,97 kA Công suất ngắn mạch : = 4,8 MVA. -Xét tại điểm ngắn mạch N3: Điện trở ngắn mạch tại điểm N3: Zk2= = Zk2 = 0,057 Ω Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 : == 3,85 kA Dòng xung kích : == 6,53 kA Trị hiệu dụng dòng xung kích : == 4,196 kA Công suất ngắn mạch : = 2,534 MVA Bảng 4.1. Kết quả tính toán ngắn mạch cho các điểm ngắn mạch Điểm NM Zki kA kA kA MVA kxk qxk N1 0,022 9,97 16,92 10,867 6,56 1,2 1,09 N2 0,03 7,313 12,4 7,97 4,8 1,2 1,09 N3 0,057 3,85 6,53 4,196 2,534 1,2 1,09 Tính toán ngắn mạch 1 pha tại điểm N3 : Điện trở dây trung tính lấy bằng điện trở dây pha. -Điện trở thứ tự không của MBA : X0BA =0,65.=0,65.= 0,587 Ω -Tổng trở ngắn mạch một pha : +Tại N1 : 0,335 Ω = = 0,469 Ω Vậy dòng ngắn mạch 1 pha tại điểm N1 và N3: == = 1,97 kA = == 1,337 kA 4.2 Chọn thiết bị cho trạm biến áp Ta chọn thời gian cắt của của bảo vệ là : 4.2.1 Cầu chảy cao áp -Dòng làm việc bình thường phía cao áp : Ilv == = 11,38 A Ta chọn cầu chảy loại do Liên Bang Nga chế tạo có Un = 10 kV, dòng định mức In = 16 A; [theo bảng 19.b.pl] – Thông số kỹ thuật của cầu chảy cao áp do Liên Bang Nga chế tạo. 4.2.2 Dao cách ly Căn cứ vào dòng điện làm việc ta chọn dao cách ly PBP(3)-10/2500 [bảng 26.pl – Sách Bài tập cung cấp điện] hoặc loại 3DC do SIMENS chế tạo. 4.2.3 Chống sét Chọn chống sét van loại PBO-10Y1 do Nga sản xuất [bảng 35.pl.a - Sách Bài tập cung cấp điện] hoặc loại RA10 do Pháp sản xuất. 4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối 4.3.1 Chọn thanh cái Dòng làm việc chạy qua thanh cái : == = 299,783 A Tiết diện thanh cái (xét thanh cái bằng đồng): Ftc === 142,754 mm2 Trong đó jkt = 2,1. Vậy chọn thanh cái 50x6 mm2 Thanh cái được kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt theo điều kiện : Fmin.tc == 103 = 41,23 mm2 < Ftc =200 mm2 Trong đó Ct =171 hệ số của vật liệu tra bảng 25.pl Thanh cái đạt yêu cầu về ổn định nhiệt. Kiểm tra ổn định động : Chọn khoảng vượt của thanh cái là : l = 120 cm, khoảng cách giữa các pha là : a = 60 cm -Mômen uốn : M=1,76.10-8.= 1,76.10-2. = 120,93 kG.cm -Mômen chống uốn: W= 0,167b2h = 0,167.0,52.6 = 0,25 cm3 -Ứng suất : == = 483,72 kG/cm2 < =1400 kG/cm2 Vậy điều kiện ổn định động đảm bảo. 4.3.2 Chọn sứ cách điện Ta chọn sứ 0Φ-10-750 có U = 10kV; lực phá hủy Fph = 750 kG Lực cho phép trên đầu sứ là Fcp = 0,6.Fph = 0,6.750 = 450 kG -Lực tính toán : Ftt = 1,76.10-8.l.= 1,76.10-8.120. = 10,08 kG -Hệ số hiệu chỉnh : -Lực tính toán hiệu chỉnh : F’tt = kFtt = 1,17.10,08 = 11,79 < FcF =450 kG Vậy sứ chọn đảm bảo điều kiện. 4.3.3 Chọn cáp điện lực Cáp đã được chọn ở phần trên. + Với cáp chạy từ trạm biến áp đến tủ phân phối tống có tiết diện cáp 50 + Cáp chạy trục đứng lên tủ phân phối các tầng có tiết diện cáp 35 * Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt : Fmin1 ==103 = 30,24 mm2 < Fc = 50 mm2 Ct =171 là hệ số của vật liệu Vậy cáp chạy từ trạm biến áp đến tủ phân phối đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt. Fmin2 ==103 = 15,92 mm2 < Fc = 35 mm2 Vậy cáp chạy từ tủ phân phối lên các tầng đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt. 4.3.4 Chọn aptomat và cầu chảy Dự định sử dụng các aptomat bảo vệ như sau : Aptomat A0 bảo vệ lộ tổng Aptomat A1 bảo vệ mạch điện sinh hoạt Aptomat A2 bảo vệ mạch điện động lực Aptomat A3 bảo vệ trạm bơm Aptomat A4 bảo vệ cho mạch gổm 2 thang máy công suất lớn Aptomat A5 bảo vệ cho mạch gổm 2 thang máy công suất nhỏ Aptomat A6 bảo vệ cho mạch điện mỗi tầng Aptomat A7 bảo vệ cho mỗi mạch điện chiếu sáng Chọn Aptomat A0 Ta có : I∑ = 304,63 A Vậy ta chọn aptomat loại SA403-H của Nhật chế tạo với dòng điện định mức là 350A[bảng 20.pl] Chọn Aptomat A1 Dòng làm việc lớn nhất của mạng điện sinh hoạt : Ish === 187,73 A Chọn aptomat loại EA103G của Nhật với dòng định mức là 200 A Chọn Aptomat A2 Thang máy công suất lớn 16 kW Dòng định mức của thang máy lớn : Itm2 == = 37,4 A Dòng định mức quy về chế độ dài hạn I’tm2 == = 28,98 A Máy bơm: Bơm cấp nước sinh hoạt Icn1 === 30,39A. Icn2 === 10,635A. Bơm thoát nước Ithn === 14,24 A Bể bơi Ibb === 8,55 A Cứu hỏa Ich === 30,39 A. Dòng khởi động của aptômat được xác định theo biểu thức Ikđ = + Trong đó dòng mở máy của động cơ lớn nhất ImmMax = kmm.In.Max = 4,5.37,4 = 168,3 A =2 (làm việc ngắn hạn,bảng 12.pl.BT); Vậy: Ikđ = Ikđ = 326,56 kA -Dòng khởi động cắt nhanh của Aptomat : Ikđ.cn1,25Imm = 1,25. 168,3 =210,375 A Chọn aptomat loại EA103G của Nhật với dòng định mức là 225 A Chọn Aptomat A3 -Dòng mở máy của động cơ bơm có công suất lớn nhất: Immb = kmm.Ib.max= 4,5.30,39 = 136,755 A. Ta có: Ib == = 156,87 A. -Dòng khởi động của Aptomat A3: Ikđ = = 225,25 A. -dòng khởi động cắt nhanh của Aptomat : Ikđ.cn ≥1,25Immb = 1,25.136,755 = 170,94A. Vậy ta chọn aptomat loại EA103G của Nhật với dòng định mức là 175 A Chọn Aptomat A4 -Dòng điện mở máy của thang máy công suất lớn : Immtm2 = kmm.Itm2 = 4,5.37,4 = 168,3 A. -Dòng khởi động của Aptomat A4 : Ikđ ≥= 196,35 A. -Dòng khởi động cắt nhanh của Aptomat : Ikđ.cn ≥1,25Immtm2 = 1,25.168,3 = 210,375 A. Chọn aptomat loại EA103G của Nhật với dòng định mức là 225 A Chọn Aptomat A5 -Dòng điện mở máy của thang máy công suất nhỏ: Immtm1 = kmm.Itm1 = 4,5.12,86 = 57,87 A. -Dòng khởi động của Aptomat A4 : Ikđ ≥= 67,515 A. -Dòng khởi động cắt nhanh của Aptomat : Ikđ.cn ≥1,25Immtm1 = 1,25.57,87 = 72,3375 A. Vậy chọn Aptomat loại EA103G với dòng định mức 100A Chọn Aptomat A6 Dòng làm việc lớn nhất của 1 tầng: = 12,98 A. Vậy chọn Aptomat loại EA52G vời dòng định mức 20 A. Chọn Aptomat A7 Xét cho chiếu sáng ngoài: -Dòng làm việc lớn nhât : Ikđ ≥ 13,49 A. Vậy chọn Aptomat loại EA52G vời dòng định mức 20 A Để đơn giản ta cũng chọn Aptomat bảo vệ cho mạch chiếu sáng trong nhà cùng loại với mạch chiếu sáng ngoài trời. Vậy ta có bảng kết quả chọn Aptomat. Bảng 4.2. Bảng kết quả chọn thiết bị bảo vệ Mạch bảo vệ Kí hiệu Số lượng Loại Aptomat Dòng định mức Lộ tổng A0 1 SA403-H 350A Mạng sinh hoạt A1 1 EA103G 200A Mạng động lực A2 1 EA103G 225A Hệ thống bơm A3 1 EA103G 175A Thang máy cs lớn A4 1 EA103G 225A Thang máy nhỏ A5 2 EA103G 100A Nhánh lên 1 tầng A6 16 EA52G 20A Chiếu sáng A7 2 EA52G 20A Khởi động từ cho thang máy công suất lớn 1 ПME -311 40 Khởi động từ cho thang máy công suất nhỏ 2 ПME -311 32 Khởi động từ cho bơm cấp nước sinh hoạt công suất lớn 2 ПME -311 40 Khởi động từ cho bơm cấp nước sinh hoạt công suất nhỏ 4 ПME -311 16 Khởi động từ cho bơm thoát nước 2 ПME -111 20 Khởi động từ cho bể bơi 2 ПME -111 10 Khởi động từ cho cứu hỏa 1 ПME -311 40 4.3.5 Chọn máy biến dòng Biến dòng công tơ tổng : Ta có: I∑ = 304,63 A Vậy ta chọn máy biến dòng loại TKM-0,5[bảng 27.plBT] có dòng điện định mức sơ cấp là 400 A, điện áp định mức là 0,5 kV và hệ số biến dòng = 80 A, cấp chính xác 10% Công suất định mức phía nhị thứ là 5 A -Dòng điện phụ tải nhỏ nhất : Imin = 0,25.I∑ = 0,25.304,63 = 76,16 A -Dòng nhị thứ khi phụ tải cức tiểu : = 0,952 A > 0,5 A Vậy máy biến dòng làm việc bình thường khi phụ tải cực tiểu 4.4 Kểm tra chế độ khởi động của động cơ Kiểm tra ảnh hưởng của ché độ làm việc của thang máy đối với chất lượng điện : BA l 1 = 32 m l 2' = 60 m ÐC -Độ lệch điện áp khi động cơ khởi động : Ta có : ZBA = 0,0439 Ω; RBA = 0,0166 Ω; XBA = 0,0406 Ω Rd1 = 0,0148Ω Xd1 = 0,0025Ω Rd2’ = r02.l2’ = 0,52.0,06 = 0,0312 Ω Xd2’ = x02.l2’ = 0,064.0,06 = 0,0038 Ω - Ta có: Itm = Itm1 + Itm2 = 37,4 + 12,86 = 50,26 A -Tổng trở của động cơ : = 0,97 Ω > 0,5 Ω =0,078 Ω = 0,078 Ω = 1,02 Ω = 7,65 % < 40% Vậy chế độ khởi động của thang máy là ổn